Расчет искусственного освещения, пылевой нагрузки производственной среды, средств защиты от поражения электрическим током

Расчет искусственного освещения.

Около 90% информации, которую человек получает из внешнего мира, поступает в основном через  зрительный канал. Поэтому качество информации, получаемой посредством  зрения, во многом зависит от освещения.

Ощущение света  при воздействии на глаза человека вызывают электромагнитные излучения с широким спектром длин волн, так называемого оптического диапазона. Область оптических электромагнитных излучений расположена между областью рентгеновских излучений и областью радиоизлучений.

Диапазон длин волн солнечного излучения в оптической области спектра находится и  пределах от 0,1 до 13,4 мкм. Оптическая часть  спектра включает видимую и невидимую (ультрафиолетовую и инфракрасную) части спектра. Видимая часть  спектра лежит в диапазоне  длин волн от 380 до 770 нм.

Из всего  спектра электромагнитных колебаний  только видимый спектр излучения  воздействует на светочувствительные  элементы глаза, вызывая впечатление  света.  Наибольшая чувствительность глаза наблюдается при колебаниях с длиной волны 555 нм., которые воспринимаются как жёлто – зелёный цвет. Чувствительность глаза к жёлто – зелёному цвета принята за единицу.

Рациональное  освещение помещений и рабочих  мест - один из важнейших элементов  благоприятных условий труда. При  правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость. При недостаточном освещении рабочий плохо видит окружающие предметы и плохо ориентируется в производственной обстановке. Успешное выполнение рабочих операций требует от него дополнительных усилий и большого зрительного напряжения. Неправильное и недостаточное освещение может привести к созданию опасных ситуаций.

Гигиенически  рациональное освещение снижает  количество брака (до 25%), число несчастных случаев на производстве (до5%);снижается возможность появления заболеваний глаз (катаракта, ослабление зрения, ожоги от света, резь в глазах) и головных болей. Степень усталости глаза зависит от степени напряжённости процессов, сопровождающих зрительное восприятие предметов внешнего мира. К таким процессам относятся аккомодация, конвергенция и адаптация. Нормальное поле зрение глаза имеет размеры: 80^º вправо и влево, 60º вверх и 90º вниз.

В данной курсовой работе, я буду рассчитывать искусственное  освещение при заданных мне условиях и данном типе светильнике. Рассчитанное количество осветительных приборов и расстояния между ними поможет правильно их расположить, для создания комфортных условий работы.

 

Исходные  данные

Размер помещения, м                                          А+Б =30+30 м

Коэффициент отражения  потолка                       ρ_п=70%

Коэффициент отражения  стен                             ρ_с=50%

Характеристика  зрительной работы                  работа малой точности

Контраст объекта  с фоном                                  средний

Фон                                                                       темный

Тип светильника                                                       ДРЛ-1000

1.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1.Искусственное освещение

 

Искусственное освещение создаётся лампами накаливания и газоразрядными лампами. Освещённость на рабочих местах должна отвечать условиям оптимальной  работы зрения при заданных размерах объекта различения. Повышение освещённости, как правило, ведёт к росту производительности труда. Вместе с теми имеется предел, при котором дальнейшее повышение освещённости не даёт желаемого эффекта. Освещение должно быть равномерным, так как перевод взгляда с ярко - освещённой поверхности на тёмную вызывает повышенное утомление глаз из-за частотой переадаптации. Равномерность освещения обеспечивается использованием комбинированного освещения (общего и местного). Светлая отделка потолков, стен способствует созданию равномерного распределения яркостей. На рабочих поверхностях должны отсутствовать резкие тени, прямая и отражённая блесткость. Ограничение прямой блесткости  достигается уменьшением яркости источников света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвески светильников. Отражённая блесткость устраняется путём использованием матовых поверхностей , изменения угла наклона рабочей поверхности. Освещение не должно искажать цветопередачи.

Искусственное освещение применяется в тёмное время суток и в помещениях, где нет естественного освещения.

Известны системы  общего, местного, комбинированного и аварийного освещения. При общей системе освещается всё помещение, при местном – только рабочие поверхности. Практическое применение получила комбинированная система, представляющая собой сочетание общей и местной систем, причём освещённость от общего освещения при этом не должна быть менее 10% от нормированного для данного рода работ значения, однако не менее 30лк и не более 100лк при лампах накаливания.

Аварийное освещение  устраивается в помещениях и на открытых пространствах и разделяется на освещение для продолжения работы и для эвакуации. Для продолжения работы его оборудуют в производствах, в которых отсутствие света может вызвать взрыв, пожар, отравление и т.д., длительное нарушение технологического процесса, нарушение работы таких объектов, как электростанции , радиоузлы и пр., а также там, где существует опасность травматизма: в местах большого скопления людей, в операционных кабинетах неотложной помощи, приёмных покоях лечебных учреждений.

Аварийное освещение  для эвакуации регламентируется:

• в производственных помещениях с постоянной работой персонала, если при отсутствии освещения возникает опасность травматизма вследствие продолжения работы оборудования или наличия мест, опасных для прохода;
• в производственных помещениях, с числом работающих более 50 независимо от степени опасности травматизма в этих помещениях;
• в основных проходах и на лестницах для эвакуации людей из помещений с числом работающих более 50;
• в местах работ на открытых пространствах, если эвакуация связана с повышенной опасностью травматизма;
• в отдельных помещениях, где одновременно могут находиться более 100 человек.

Уровень освещённости, достаточный  для безопасного  выхода из помещения, составляет 0,5лк (0,2лк на открытой территории). Для аварийного и эвакуационного освещения применяются только светильники с лампами накаливания (или с люменисцентными лампами – в помещениях с минимальной температурой воздуха не менее +5^ºС и при условии питания ламп переменным током напряжением не менее 90%).

Светильники аварийного освещения отличаются от светильников общего назначения типом, размером или специально нанесёнными знаками. Аварийное освещение для эвакуации питается от сети, независимый от сети общего освещения, начиная со щита подстанции, а при наличии  автоматики, обеспечивающей в аварийных режимах переключение на указанные источники. Аварийное освещение для продолжения работ присоединяется к независимому источнику питания (распределительные устройства двух электростанций, аккумуляторные батареи).

Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время; охранное освещение должно обеспечивать 0,5лк на уровне земли.

1.2. Характеристика освещения

 

Условия освещённости характеризуются количественными  и качественными показателями.

Количественные светотехнические характеристики. Основной количественной светотехнической характеристикой является сила света I. За единицу силы света принята 1 кандела (кд). Кандела – это сила света, излучаема яс поверхности пластины площадью 0,5305 мм² в перпендикулярном к поверхности направлении при температуре (Т) 1773^ºС равной температуре её затвердевания.

Мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому  ощущению, производимому на глаз человека, определяется световым потоком F. Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Телесный угол ω – часть пространства, заключённая  внутри конической поверхности. Единицей измерения является стерадиан (ср).

Освещённость  Е – поток, падающий на бесконечно малую поверхность площадью ds или поверхностная плотность светового потока. Единица освещённости – люкс (лк). Один лк – это освещённость 1 м² поверхности при падении на неё светового потока в 1 лм.

Яркость L – поверхностная плотность силы света светящейся поверхности в данном направлении или поток, проходящий через бесконечно малую площадку в пределах бесконечно малого телесного угла dω в направлении оси телесного угла.

Качественные  светотехнические характеристики. Фон – поверхность, на которой находится рассматриваемый объект. Он характеризуется коэффициентом отражения ρ. Коэффициент отражения зависит от цвета и фактуры поверхности и колеблется в пределах 0,02 – 0,95. Фон считается светлым при ρ=0,4, средним при ρ=0,2-0,4 и тёмным при ρ=0,2.

Контраст объекта K характеризуется соотношением яркостей рассматриваемого объекта и фона. Контраст объекта с фоном считается большим при К˃0,5, средним при К=0,2 – 0,5, малым при К˂0,2.

Коэффициент пульсации  освещённости К_п, % - критерий оценки относительной глубины колебаний освещённости в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

Показатель  ослеплённости P – критерий слепящего действия осветительной установки.

Показатель  дискомфорта М – критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерности распределении яркостей в поле зрения.

1.3. Осветительные приборы

 

В качестве источников искусственного света для освещения  промышленных предприятий применяются  лампы накаливания и газоразрядные  лампы. В настоящее время все  большее применение в промышленности находят газоразрядные лампы, которые бывают низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называются люминесцентными типов: лампы дневного света (ЛД), лампы дневного света с улучшенной цветопередачей(ЛДЦ) и т.д.

К газоразрядным  лампам высокого давления (0,03 – 0,08 МПа) и сверхвысокого (>0,8 Па) давления относятся дуговые и ртутные люминесцентные лампы(ДРЛ), рефлекторные дуговые ртутные лампы с отражающим слоем (ДРЛР) и т.д.

Основным преимуществом газоразрядных ламп является их экономичность. Световая отдача их колеблется в пределах 30 – 80 лм/Вт, что в 3 – 4 раза превышает световую отдачу ламп накаливания. Срок их службы доходит до 10 000 часов.

К недостаткам  газоразрядных ламп можно отнести  пульсацию светового потока, слепящее действие, шум дросселей, зависимость от температуры внешней среды, сложность схемы включения.

Рассмотрим подробнее газоразрядную люминесцентную лампу типа ЛД (люминисцентная, дневного света). Колба прозрачная, изнутри покрыта люминофором. Газ-наполнитель - пары ртути.

Используется в сетях переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Маркировка: Л – люминесцентная, Д – дневного света

Технические характеристики  

 

Наименование	Напряжение  на лампе, В	Мощность, В	Длина, мм (L)	Диаметр, мм (D)	Тип цоколя	Световой  поток, лм	Срок  службы, ч.
ЛД65	110	65	1500	38,2	G13	3750	12000

 

Устройство лампы  ЛБ. Люминесцентные лампы эксплуатируются в электрических сетях переменного тока частотой 50 Гц номинальным напряжением 127 и 220В с соответствующей пускорегулирующей аппаратурой, обеспечивающей зажигание лампы, нормальный режим работы и устранение радиопомех.

Традиционные области  применения ламп ЛБ. Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.     Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000[1]-20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.     Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.