Безопасность жизнедеятельности в условиях производства. Расчеты. Практикум. 2019

114

7 Определить предельно допустимые значения сопротивлений петли «фаза-нуль».

8 Выбрать номинальный ток плавкой вставки для защиты всей группы потребителей электрической энергии.

9 Результаты расчета представить в табличной форме.

Примечание: Кратность пускового тока для электрических двигателей с короткозамкнутым ротором принять равной Кп = 5…6,25.

Номинальный коэффициент мощности эл. двигателей принять φ = 0,7…0,9. Номинальный коэффициент полезного действия электродвигателей принять

η = 0,75 … 0,95.

Коэффициенты запаса плавкой вставки принять α = 2,5 – для легких условий пуска, α = 2,0 – для тяжелых условий пуска.

115

8 РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ

8.1 Цель практического занятия

Цель практического занятия – ознакомить студентов с расчетом общего равномерного освещения помещений методом коэффициента использования светового потока.

8.2Требования, предъявляемые

кискусственному освещению помещений

Искусственное освещение должно быть достаточным, равномерным, экономичным. Осветительные установки должны обеспечивать постоянство освещенности во времени, электро-, пожаро- и взрывобезопасность, эстетичность, удобство обслуживания.

Для удовлетворения указанных требований при проектировании осветительных установок необходимо выбрать:

источник света;

световой прибор (светильник);

количество и схему размещения светильников;

нормированное значение освещенности;

мощность ламп.

8.3 Выбор источника света

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на группы: разрядные лампы, лампы накаливания и светодиоды. Лампы накаливания относят к источникам света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В разрядных лампах излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое ультрафиолетовое излучение преобразует в видимый свет (табл. 8.1).

При выборе и сравнении источников света друг с другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U (В); электрическая мощность лампы P (Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф (лм), или максимальная сила света J (кд); световая отдача ψ = Ф/P (лм/Вт), т. е. отношение светового потока лампы к ее электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

Благодаря удобству в эксплуатации, простоте в изготовлении, низкой инерционности при включении, отсутствию дополнительных пусковых устройств, надежности работы при колебаниях напряжения и при различных метеорологических условиях окружающей среды лампы накаливания находят широкое применение в промышленности.

117

Наряду с отмеченными преимуществами лампы накаливания имеют и существенные недостатки: низкая световая отдача (для ламп общего назначения ψ = 7–20 лм/Вт), сравнительно малый срок службы (до 2,5 тыс. часов), в спектре преобладают желтые и красные лучи, что сильно отличает их спектральный состав от солнечного света. Применение ламп накаливания общего назначения для освещения ограничивается Федеральным законом от 23 ноября 2009 г. № 216-ФЗ. С 1 января 2011 года не допускается применение для освещения ламп накаливания общего назначения мощностью 100 Вт и более.

Светодиод – источник света, основанный на испускании некогерентного излучения в видимом диапазоне длин волн при пропускании электрического тока через полупроводниковый диод. Светодиоды обладают лучшей световой отдачей, их срок службы составляет до 100 тыс. часов. Наряду с преимуществами светодиоды создают достаточно сильное радиочастотное поле. В последние годы все большее распространение получают галогенные лампы – лампы накаливания с йодным циклом. Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру накала нити, т. е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3 тыс. часов. Спектр излучения галогенной лампы более близок к естественному.

Основное преимущество разрядных ламп перед лампами накаливания

– большая световая отдача 40–110 лм/Вт. Они имеют значительно больший срок службы, который у некоторых типов ламп достигает 8–12 тыс. часов. От разрядных ламп можно получить световой поток любого желаемого спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы, пары металлов, люминофор. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ).

Основным недостатком разрядных ламп является пульсация светового потока, что может привести к появлению стробоскопического эффекта, заключающегося в искажении зрительного восприятия. При кратности или совпадении частоты пульсации источника света и обрабатываемых изделий вместо одного предмета видны изображения нескольких, искажается направление и скорость движения, что делает невозможным выполнение производственных операций и ведет к увеличению опасности травматизма. К недостаткам разрядных ламп следует отнести также длительный период разгорания, необходимость применения специальных пусковых приспособлений, облегчающих зажигание ламп; зависимость работоспособности от температуры окружающей среды. Разрядные лампы могут создавать радиопомехи, исключение которых требует специальных устройств.

При выборе источников света для производственных помещений необходимо руководствоваться общими рекомендациями: отдавать предпочтение разрядным лампам и светодиодам как энергетически более эко-

118

номичным и обладающим большим сроком службы; для уменьшения первоначальных затрат на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию необходимо по возможности использовать лампы наибольшей мощности, но без ухудшения при этом качества освещения:

для общего освещения только в случае невозможности или техни- ко-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп;

для освещения помещений с временным пребыванием людей;

во взрыво- и пожароопасных помещениях и помещениях с тяжелыми условиями среды (сырых, пыльных, с химически активной средой), если применение разрядных ламп по техническим причинам невозможно.

При выборе источников света необходимо учитывать следующее: в низких помещениях (не выше 6…8 м) наиболее экономичны осветительные установки с люминесцентными лампами; в помещениях средней высоты (8…15 м) и очень высоких (свыше 20 м) наиболее выгодны осветительные установки с лампами ДРИ, в высоких помещениях (от 8…10 до 20 м) наименьшие затраты имеют место для осветительные установки с лампами ДРЛ, хотя энергетически они менее выгодны, так как установленная мощность в осветительные установки с лампами ДРЛ больше, чем в осветительные установки с лампами ДРИ [10].

Для освещения помещений высотой до 5 м в общественных зданиях следует, как правило, применять ЛЛ.

Технические данные источников света приведены в табл. 8.2–8.3 [10].

Таблица 8.2

Технические данные люминесцентных ламп (ГОСТ 6825-91 (МЭК 81-84)

Примечание. В условных обозначениях типов ламп буквы и числа обозначают: Л

– люминесцентная; Д – цветность дневная; ХБ – цветность холодно-белая; Б – цветность белая; ТБ – цветность тепло-белая; К – кольцевая, число после букв – номинальная мощность, Вт.

Примечание. В условных обозначениях типов ламп буквы и числа обозначают: ДР – дуговая ртутная, Л – люминесцентная, И – с излучающими добавками; первое число – номинальная мощность в ваттах, последняя цифра – номер разработки или модификации.

8.4 Выбор светового прибора (светильника)

Создание в производственных помещениях качественного и эффективного освещения невозможно без рациональных светильников.

Электрический светильник – это совокупность источника света и осветительной арматуры, предназначенной для перераспределения излучаемого источником светового потока в требуемом направлении, предохранения глаз работника от слепящего действия ярких элементов источника света, защиты источника от механических повреждений, воздействия окружающей среды и эстетического оформления помещения. Для характеристики светильника с точки зрения распределения светового потока в пространстве строят график силы света в полярной системе координат. Степень предохранения глаз работников от слепящего действия источника света определяют защитным углом светильника. Защитный угол – это угол между горизонталью, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя. Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия n – отношение фактического светового потока светильника Фф к световому потоку помещенной в него лампы Фп:

n = Фф/ Фп.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света. Конструкция светильника должна

120

надежно защищать источник света от пыли, воды и других внешних факторов, обеспечивать электро-, пожаро- и взрывобезопасность, стабильность светотехнических характеристик в данных условиях среды, удобство монтажа и обслуживания, соответствовать эстетическим требованиям. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

Для местного освещения рабочих мест следует использовать светильники с непросвечивающими отражателями. Светильники должны располагаться таким образом, чтобы их светящие элементы не попадали в поле зрения работников на освещаемом рабочем месте и на других рабочих местах. Местное освещение рабочих мест, как правило, должно быть оборудовано регуляторами освещения.

Осветительный прибор по ГОСТ Р 55392-2012 «Приборы и ком-

плексы осветительные. Термины и определения» – устройство, предназначенное для освещения и содержащее один или несколько электрических источников света и осветительную арматуру.

Осветительный комплекс по ГОСТ Р 55392-2012 – устройство,

предназначенное для освещения, состоящее из набора ОП или отдельных ИС, светоперераспределяющих и (или) светопреобразующих элементов, а также конструктивных, электротехнических и других элементов, сборочных единиц или блоков, имеющее общую техническую документацию и выполняющее свои функции только в собранном виде у потребителя.

Осветительная установка по ГОСТ Р 56228-2014 «Освещение ис-

кусственное. Термины и определения» – совокупность осветительных приборов и (или) осветительных комплексов, поддерживающих конструкций, средств питания и управления освещением, а также элементов освещаемого пространства, участвующих в перераспределении света (поверхности помещения) или являющихся объектом освещения (участок полотна дороги, стена здания и т. п.), функционально связанных для обеспечения необходимых условий видимости и комфортности освещаемого объекта или пространства.

Общая классификация светильников. Светильник (luminaire) по ГОСТ Р МЭК 60598-1-2011 «Светильники. Часть 1. Общие требования и методы испытаний» это прибор, перераспределяющий, фильтрующий или преобразующий свет, излучаемый одной или несколькими лампами, и содержащий все необходимые детали для установки, крепления и защиты его и ламп, но не сами лампы, а при необходимости – электрические цепи и элементы для присоединения к электрической сети.

Светильники согласно ГОСТ Р 54350-2015 «Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний» подразделяются по классам светораспределения в зависимости от доли светового потока в нижнюю полусферу в соответствии с таблицей 8.4 и по типу кривой силы света в одной или нескольких характерных меридиональных плоскостях в нижней или верхней полусферах, в зависимости от коэффициента формы