МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ІНСТИТУТ ЕКОНОМІКИ І МЕНЕДЖМЕНТУ
КАФЕДРА ОХОРОНИ ПРАЦІ
/
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА
з дисципліни: «Охорона праці в галузі»
на тему : «Штучне освітлення. Розрахунок штучного освітлення»
Варіант-6
Теоретичні відомості
1.Виробниче освітлення. Нормування та забезпечення
При освітленні виробничих приміщень використовують природне або змішане (якщо в світлий час доби природне освітлення не відповідає нормам), в окремих випадках, а також в темну пору доби – штучне освітлення. Для забезпечення оптимальних умов зорової роботи встановлюються нормативи освітленості. Основними документами, якими регламентується освітлення є:
1. ДБН В.2.5.28-2006 «Природне і штучне освітлення», взамін СНиП ІІ-4-79 “Природне і штучне освітлення. Норми проектування”.
2. ГОСТ 12.1.046-85 ССБП “Будівництво. Норми освітлення будівельних майданчиків”.
Відповідно до цих документів встановлюються нормативні показники освітленості, які залежать від розряду зорової роботи, зумовленого найменшим або еквівалентним діаметром об’єкта розрізнення.
Об'єкт розрізнення- це предмет, що розглядається, його окрема частина або дефект, які треба розрізнити в процесі роботи
Еквівалентний розмір об'єкта розрізнення - це розмір рівнояскравого кола на рівнояскравому фоні, який має той самий пороговий контраст, що і об'єкт розрізнення при даній яскравості фону. Для протяжних об’єктів розрізнення, довжина яких в 2 р більша за ширину визначається еквівалентний розмір, в інших випадках розряд зорової роботи встановлюється за мінімальним розміром об'єкта при розгляді з відстані 500 мм.
ДБН встановлюють 8 розрядів зорової роботи.
ДБН встановлюють також нормовані показники для штучного освітлення: допустимі показники осліпленості та коефіцієнта пульсації освітленості
2.Штучне освітлення. Розрахунок штучного освітлення
Штучне освітлення (ШО) може бути загальним та комбінованим.
Загальним називають освітлення, за якого світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не менше 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Загальне рівномірне освітлення встановлюють у цехах, де виконуються однотипні роботи невисокої точності по усій площі приміщення при великій щільності робочих місць. Загальне локалізоване освітлення встановлюють на поточних лініях, при виконанні робіт, різноманітних за характером, на певних робочих місцях, при наявності стаціонарного затемнюючого обладнання, та якщо треба створити спрямованість світлового потоку.
Для робіт І—VIII розрядів точності за зоровими параметрами та коли необхідно створити концентроване освітлення без утворення різких тіней передбачають комбіноване освітлення. Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого (світильниками, які концентрують світловий потік безпосередньо на робочому місці). Місцеве освітлення призначається для освітлення тільки робочих поверхонь, воно може бути стаціонарним (наприклад, для контролю за якістю продукції на поточних лініях) та переносним (для тимчасового збільшення освітленості окремих місць або зміни напрямку світлового потоку при огляді, контролі параметрів, ремонті). Тимчасове (переносне) місцеве освітлення здійснюється ручними, переносними чи переставними світильниками, що мають обмежену довжину проводу і рознімне з’єднання.
За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, охоронне, аварійне (безпеки і евакуаційне).
Робоче освітлення призначене для забезпечення виробництва, переміщення людей, руху транспорту і забезпечує нормальні освітленість і якість освітлення в приміщеннях та інших місцях виконання робіт.
Чергове освітлення передбачене в неробочий час (частина робочого).
Охоронне освітлення влаштовується вздовж меж території, освітленість 0,5 лк на висоті Н =0,5 м.
Аварійне освітлення поділяється на освітлення безпеки та евакуаційне.
Освітлення безпеки – освітлення для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення.
Евакуаційне освітлення влаштовується для евакуації людей з приміщень при аварійному відключенні робочого освітлення. Для аварійного освітлення застосовуються переважно лампи розжарювання, за деяких умов – люмінісцентні та газорозрядні високого тиску.
Джерела штучного освітлення
Джерелами штучного освітлення є лампи розжарювання (ЛР) та газорозрядні лампи (ГРЛ).
Переваги ГРЛ: основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність; світлова віддача 40-100 лм/Вт ; термін експлуатації – 10 тис. год.; - невисока температура нагрівання (30-60 °С ); спектр близький до денного: переважають білі кольори .
Недоліки ГРЛ: пульсація світлового потоку, що може спричинити виникнення стробоскопічного ефекту; складність схем вмикання відповідно до конструкції світильників ;
шум дроселів; створення радіоперешкоди; значний час між вмиканням та запалюванням ламп; відносна дороговизна .
Переваги ламп розжарювання: широкий діапазон потужностей і напруг; простота конструкції та виготовлення; зручність експлуатації; дешевизна.
Недоліки ламп розжарювання: велика яскравість (засліплювальна дія); низька світлова віддача (7—20 лм/Вт); порівняно малий термін експлуатації (до 2,5 тис. год); переважання жовто-червоних променів порівняно з природним світлом; не придатні для роботи в умовах вібрації та ударів; висока температура нагрівання (до 140 °С і вище), що робить їх пожежонебезпечними.
Основними характеристиками ламп є: номінальна напруга живлення, В; електрична потужність лампи, Вт; світловий потік, лм; економічність; термін експлуатації; світлова віддача Лм/Вт; спектральний склад світла.
Лампи розжарювання
Лампи розжарювання належать до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовий дріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії.
Газорозрядні лампи .
Внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів або парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектра. ГРЛ бувають високого та низького тиску. Вони забезпечують світловий потік будь-якого спектра шляхом відповідного підбирання інертних газів, парів металу, люмінофора.
ГРЛ високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача при компактності джерел світла та стійкості до умов зовнішнього середовища. Такі лампи застосовують для освітлення в цехах при виконанні грубих робіт та робіт середньої точності, при загальному нагляді, а також для зовнішнього освітлення місць навантаження, вивантаження і в цехах великої висоти та площі. Серед ГРЛ високого тиску найчастіше використовують дугові ртутні люмінесцентні ДРЛ; дугові ртутні з іодитами ДРИ; металогалогенні лампи МГЛ; дугові натрієві трубчасті (ДНаТ); дугові ксенонові трубчасті (ДКсТ).
Дугові ртутні люмінесцентні ДРЛ мають високу світлову віддачу (майже 75... 100 лм/Вт) і велику гаму кольорів . Коефіцієнт світлової віддачі цих ламп визначають за формулою:
, лм/Вт ,
де - коефіцієнт світлової віддачі ДРЛ;
Ф – світловий потік лампи в лм;
Р - потужність лампи у Вт.
Дуга створює інтенсивніший розряд і світло за рахунок дуги і люмінофора перетворює ультрафіолетові випромінювання у видимі.
Дугові ртутні з іодитами ДРИ та металогалогенні лампи МГЛ.
Такі лампи наповнені солями йодоводневої кислоти НІ і парами ртуті; солями калію, індію, натрію, літію тощо.
За конструкцією такі, як ДРЛ тільки без люмінофора мають високу світлову віддачу, а кольоровіддача близька до денного.
Дугові натрієві трубчасті (ДНаТ) лампи мають великий світловий потік, і задовільну кольоропередачу. Такі лампи рекомендуються для використання в приміщеннях, де немає підвищених вимог до кольору.
Характеристика світильників
Світильник – це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури. Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи в просторі або перетворює його властивості (змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплювальної дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу навколишнього пожежо- та вибухонебезпечного, хімічно активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.
За світлорозподіленням, що визначається відношенням потоку, випромінюваного світильником в нижню півсферу до повного світлового потоку (), світильники поділяються на 5 класів: прямого світла (); переважно прямого світла (); розсіяного світла (); переважно відбитого світла (); відбитого світла ().
Залежно від конструктивного виконання розрізняють світильники:
- відкриті (лампа не відокремлена від зовнішнього середовища);
- захищені (лампа відокремлена оболонкою, що не перешкоджає вільному надходженню повітря);
- закриті (оболонка захищає від проникнення всередину великих частинок пилу, металу);
- пилонепроникні;
- вологозахищені;
- вибухобезпечні та підвищеної надійності проти вибуху;
- спеціального призначення (для робіт під водою).
За призначенням світильники можуть бути загального та місцевого освітлення.
3.Методи розрахунку штучного освітлення
Для розрахунку штучного освітлення використовують в основному три методи: метод коефіцієнта використання світлового потоку; питомої потужності; точковий.
3.1. Метод питомої потужності вважають найбільш простим, однак і найменш точним, тому його застосовують лише при наближених розрахунках. Цей метод дозволяє визначити потужність кожної лампи , для створення в приміщені нормованої освітленості.
,
або
Де, ()
де – питома потужність, Вт/м2;
S – площа приміщення, м2;
N – число ламп в освітлювальній установці.
3.2. Точковий метод. В цьому методі початково приймається , що світловий потік лампи у кожному світильнику рівний 1000 лм. Освітленість , яка створюється в такому випадку називається умовною і позначається е. Величина е залежить від світлорозподілу світильника та геометричних розмірів d та h .
/
Де h – перпендикуляр від джерела світла (т.S) до освітлювальної поверхні:
d – відстань від перетину перпендикуляра освітлювальною поверхнею (т.В) до контрольної точки (т.А).
Для визначення е слугують просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості. За даними значеннями d та h на ізолюксах для відповідного типу світильника знаходять значення е шляхом інтерполяції між значеннями , що належать найближчим ізолюксам.
Нехай сумарна дія „найближчих” світильників створює в контрольній точці умовну освітленість (е; дію більш віддалених світильників та відбиту складову освітленості наближено врахуємо коефіцієнтом ( . Тоді для того , щоб отримати в цій точці нормовану освітленість Е при заданому коефіцієнті запасу Кз , лампи в кожному світильнику повинні мати світловий потік рівний :
.
По цьому світловому потоку і обирається за таблицями найнижча стандартна лампа. Необхідно мати на увазі, що фактичний світловий потік стандартної лампи не повинен відрізнятись від розрахункового більше ніж на 10% чи 20%. Якщо вибрати лампу з таким допуском неможливо , то необхідно змінити розміщення світильників.
Формулу можна використовувати також для визначення освітленості заданої точки (Е А) при відомому світловому потоці лампи Фл.
3.3. Метод використання світлового потоку призначений для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь. Цей метод дозволяє врахувати як прямий світловий потік, так і відбитий від стін та стелі. Сумарний світловий потік освітлювальної установки F( визначають за формулою
х100 , лм
де – нормована освітленість, лк;
– площа освітлюваного приміщення, м2;
– коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості внаслідок забруднення та старіння ламп (для ЛР -; для ГРЛ - );
– коефіцієнт нерівномірності освітлення ();
– коефіцієнт використання світлового потоку, який залежить від показника приміщення, коефіцієнта відбивання світла від стелі, стін, робочої поверхні та типу світильника. Коефіцієнт використання світлового потоку вказує, яка частина світлового потоку (корисна) падає на робочу поверхню. Для світильників з лампами розжарювання г = 0,1...0,71, з газорозрядними г = 0,2...0,97
Показник приміщення враховує висоту встановлення світильника над робочим місцем Нр, довжину та ширину приміщення а і b і знаходиться за формулою
,
де а , b – відповідно довжина і ширина приміщення, м;
– висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м.
За показником приміщення і коефіцієнтами відбивання світла від стелі , стін , робочої поверхні та типом світильника за світлотехнічними таблицями знаходимо коефіцієнт використання світлового потоку .
Підрахувавши ,знаходимо необхідну кількість ламп за формулою
,
де - світловий потік однієї лампи , який вибираємо за табличними даними. Після того розраховуємо необхідну кількість світильників за формулою
,
де n1 – кількість ламп в світильнику.
Завдання
Розрахувати необхідну кількість світильників методом використання світлового потоку за наступних вихідних даних:
Варіант
Розряд зорової роботи
Розміри приміщення
Контраст об’єкта з фоном
Вид приміщення
Тип ламп
6
ІІІа
12 х 12 х 6
Середній
Механічний цех
Розжарювання
Порядок виконання розрахункової роботи
1. За розрядом зорової роботи та контрастом фону вибираємо найменшу нормовану освітленість
= 200 лк
2. Визначаєм площу освітлюваного приміщення , вибираємо в залежності від типу ламп коефіцієнт запасу та визначаємо коефіцієнт нерівномірності освітлення
=12х12=144 кв.м
= 1,5
= 1,15
3. Розрахуємо показник приміщення за формулою:
,
де а , b – відповідно довжина і ширина приміщення, м;
– висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м.
За рівень робочої поверхні приймаємо висоту 0,8 м від підлоги.
Таким чином,
і =12х12/((6-0,8)х(12+12)) = 144/124,8 = 1,15
4.За показником приміщення і коефіцієнтами відбивання світла від стелі , стін , робочої поверхні та типом світильника за світлотехнічними таблицями знаходимо коефіцієнт використання світлового потоку
= 40%
5. Визначаємо розрахунковий сумарний світловий потік освітлювальної установки F( за формулою:
х100,
де – нормована освітленість, лк;
– площа освітлюваного приміщення, м2;
– коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості внаслідок забруднення та старіння ламп (для ЛР -; для ГРЛ - );
– коефіцієнт нерівномірності освітлення ();
– коефіцієнт використання світлового потоку.
Отже,
F( =(200х144х1,5х1,15)/ 40 *100 =124200 (лм)
6.Підрахувавши ,знаходимо необхідну кількість ламп за формулою
n л = 124200 /2100 = 58,1 шт = 58 шт
де = 2100 Вт світловий потік однієї лампи (НАБ-300М с отражателем).
Після того розрахувати необхідну кількість світильників за формулою
,
де n1 – кількість ламп в світильнику.
Таким чином,
n св = 58/1 = 58 шт.
ВИСНОВОК: для хорошого освітлення приміщення механічного цеху необхідно 58 ламп розжарювання.