Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Искусственное освещение производственных помещений. Учебно-методическое пособие
.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Казанский национальный исследовательский
технологический университет»
И. В. Чепегин, Т. В. Андрияшина
БЕЗОПАСНОСТЬ
ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.
ИСКУССТВЕННОЕ
ОСВЕЩЕНИЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ПОМЕЩЕНИЙ
Учебно-методическое пособие
Казань
Издательство КНИТУ
2020
УДК 614.9(075)
ББК 31.24я7
Ч-44
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Ч-44
Чепегин И. В.
Безопасность жизнедеятельности. Искусственное освещение производственных помещений : учебно-методическое пособие / И. В. Чепегин, Т. В. Андрияшина; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2020. – 84 с.
ISBN 978-5-7882-2913-3
ISBN 978-5-7882-2913-3
©
Чепегин И. В., Андрияшина Т. В., 2020
©
Казанский национальный исследовательский
технологический университет, 2020
УДК 614.9(075)
ББК 31.24я7
Казанского национального исследовательского технологического университета
Рецензенты:
канд. техн. наук И. Р. Хайруллин
канд. хим. наук В. В. Андрияшин
Приведены основные сведения по устройству электрического освещения
производственных помещений, источникам света, системам и способам освещения, нормам освещенности, типам светильников, областям применения и выбору
их расположения. Описаны способы выполнения светотехнических расчетов.
Даны примеры решения задач с использованием изложенной методики и варианты задач для самостоятельной работы. В приложениях представлены все необходимые справочные материалы.
Предназначено для студентов всех специальностей.
Подготовлено на кафедре промышленной безопасности.
2
В В Е Д Е Н И Е
Правильно спроектированное и рационально выполненное осве-
щение рабочих мест и помещений является необходимым условием,
обеспечивающим нормальную производственную деятельность. Свет
действует на глаза и через них на центральную нервную систему, кору
больших полушарий головного мозга и на организм человека в целом.
При этом усиливается деятельность дыхательных органов, увеличивается поглощение кислорода и выделение углекислоты.
При хорошем освещении устраняется напряжение глаз, повышается контрастная чувствительность, острота различения, скорость различения и длительность ясного видения, что положительно влияет на
производительность труда и качество работы.
Недостаточное или нерациональное освещение способствует
увеличению числа несчастных случаев, так как при этом затрудняется
различение опасных частей машин, станков и т. п. Резкие тени, утомляя
глаза, вызывают нарушение работоспособности и также могут быть
непосредственными причинами несчастных случаев. К таким же негативным последствиям приводит ослепление работающих слишком ярким источником света.
Свет имеет огромное значение для здоровья и работы человека,
так как примерно 90 % всей информации о внешнем мире человек получает зрительным путем. Поэтому главной задачей является создание
и организация рационального производственного освещения.
В предлагаемом учебно-методическом пособии изложены вопросы организации системы искусственного освещения, практические
приемы оценки освещенности производственных помещений, порядок
и последовательность выполнения расчета искусственного освещения,
варианты исходных данных для самостоятельного решения задач по организации искусственного овещения производственных помещений,
контрольные вопросы, список литературы.
3
4
1 . И С К У С С Т В Е Н Н О Е О С В Е Щ Е Н И Е
1 . 1 . О с н о в н ы е с в е т о т е х н и ч е с к и е в е л и ч и н ы
и е д и н и ц ы и х и з м е р е н и я
Часть электромагнитного спектра с длинами волн 0,001–400 мкм
называется оптической областью спектра, которая делится на инфракрасноеизлучение с длинами волн 0,77–400 мкм, видимое излучение 0,38–0,76 мкм, ультрафиолетовое излучение 0,001–0,37 мкм
(рис. 1.1).
Рис. 1.1. Длина волны электромагнитного излучения
Освещение характеризуется количественными (световой поток,
сила света, освещенность, яркость) и качественными (объект различения, фон, контраст объекта различения с фоном, коэффициент пульсации освещенности, видимость, показатель ослепленности, спектральный состав света) показателями.
Световой поток F – это та часть лучистого потока, которая вос-
принимается зрением человека как свет (видимое излучение), называется и измеряется в люменах (лм).
Сила света I – пространственная плотность светового потока, ко-
торая определяется как отношение светового потока dF, исходящего от
источника и равномерно распределяющегося внутри элементарного те-
лесного угла d, к величине этого угла I = dF/d. За единицу силы света
принята кандела (кд).
Освещенность Е – поверхностная плотность светового потока,
определяется как отношение светового потока dF, равномерно падающего на освещаемую поверхность dS (м2), к ее площади, т. е. E = dF/dS.
Измеряется в люксах (лк).
5
На рис. 1.2 схематично изображено формирование освещенности
поверхности величиной 1 лк.
Телесный угол измеряется в стерадианах (ср) и имеет постоянную величину при любых радиусах. Один стерадиан (ср) – это угол,
который,имея вершину в центре сферы, вырезает на ее поверхности
участок, площадью равной квадрату расстояния.
Рис. 1.2. Освещенность рабочей поверхности
Яркость В поверхности S в данном направлении – это отношение
силы cвета Ia, излучаемого освещаемой или светящейся поверхностью
в этом направлении, к проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению.
Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2).
cos=S
I
В
a
Рис. 1.3. Яркость света
6
Яркость освещаемой или светящейся поверхности зависит от ее
световых свойств, от степени освещенности, а также от угла, под которым поверхность рассматривается.
Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его
часть или дефект, которые требуется различить в процессе работы
(например, нить ткани, точка, трещина, линия чертежа, линия, образующая букву или иной контур).
Фон – это поверхность, на которой происходит различение объекта. Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока F
отр
к падающему на нее световому потоку F
пад
, т. е.
= F
отр
/F
пад
. В зависимости от цвета и фактуры поверхности, значения
коэффициента отражения фон может быть светлым ( 0,4), средним
( = 0,2–0,4) и темным ( 0,2).
Контраст объекта с фоном К характеризуется соотношением
яркостей рассматриваемого объекта различения Bo и фона Bф, определяется по формуле
ф
оф
В
ВВ
К
)( −
=
и считается большим, если К 0,5 (объект резко выделяется на фоне),
средним при К = 0,2–0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости)
и малым при К 0,2 (объект слабо заметен на фоне).
Коэффициент пульсации освещенности К
Е
– это критерий глу-
бины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:
К
Е
= 100
−
ср
EEE2
minmax
,
где E
max
, E
min
, E
ср
−
максимальное, минимальное и среднее значения
освещенности на период колебаний.
На практике обычно используют табличный метод определения
коэффициента освещенности в зависимости от типа ламп и схемы их
включения. Можно отметить, что включение двух газоразрядных ламп
по схеме с расщепленной фазой (с опережающим и отстающим током)
снижает коэффициент пульсации в 2–3 раза, а включение трех ламп в
одном светильнике в три фазы – в 11,4 раза.
7
Видимость V характеризует способность глаза воспринимать
объект. Она зависит от освещенности, размера объекта, его яркости,
контраста объекта с фоном, длительности экспозиции. Видимость определяется числом пороговых контрастов вконтрасте объекта с фоном, т. е.
V = K/К
пор
, где К
пор
– пороговый или наименьший различимый глазом
контраст, при небольшом уменьшении которого объект становится неразличимым на данном фоне.
Показатель ослепленности Ро – критерий оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой:
Р
о
= 1000
−1
2
1
V
V
,
где V1 и V2 – видимость объекта различения соответственно при экранировании (отсутствии слепящих объектов) и наличии ярких источников света в поле зрения. Экранирование источников света осуществляется с помощью щитков, козырьков и т. п.
Рис. 1.4. Слепящее действие источников света
Показатель ослепленности не нормируется:
– для помещений высотой менее 2,5 м;
– с временным пребыванием людей;
– для разрядов работ VIIIб, в, г (СП 52.13330.2016 «Естественное
и искусственное освещение»).
8
1 . 2 . С и с т е м ы и в и д ы п р о и з в о д с т в е н н о г о о с в е щ е н и я
В промышленности применяют три вида освещения:
– естественное – осуществляется посредством воздействия солнечной энергии через остекление, крышу и т. п. Но не всегда энергии
солнца достаточно для обеспечения качественного освещения;
– искусственное достигается при помощи различного рода приборов освещения и специального оборудования;
– совмещенное обеспечивается путем совмещения двух предыдущих видов.
При освещении производственных помещений используют есте-
ственное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года, суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света, т. е. устройствами, предназначеннымидля
превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение и сов-
мещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.
Совмещенное освещение предусматривается для:
– производственных зданий при выполнении высокоточных работ (зрительные работы I–III разрядов);
– производственных и других помещений, когда по условиям
технологии, организации производства или климата в месте строительства требуются объемно-планировочные решения, которые не позволяют обеспечить нормы естественного освещения (многоэтажное здание большой ширины, одноэтажные многопролетные здания с пролетами большой ширины и т. п.);
– в соответствии с нормативными документами по строительному проектированию зданий отдельных отраслей промышленности.
Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух видов – общее и комбинированное (общее и местное).
Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади помещения без учета расположения
рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест). При выполнении точных зрительных работ
наряду с общим освещением применяют местное освещение. Совокупность местного и общего освещения называют комбинированным
9
освещением. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие
тени, глаза быстро утомляются и создается опасность производственного травматизма. Освещенность общего освещения в системе комбинированного должна составлять не менее 10 % от комбинированного
освещения.
По функциональному назначению искусственное освещение
(СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*») подразделяют на рабочее,
аварийное (освещение безопасности и эвакуационное), охранное и дежурное.
Устройство рабочего освещения обязательно во всех производственных помещениях для создания оптимальных рабочих условий и
безопасного прохода людей и движения транспорта.
Освещение безопасности предусматривается для продолжения
работы при аварийном отключении рабочего освещения в помещениях, где существуют повышенная пожароопасность, опасность травмирования, отравления и т. п.
Для аварийного освещения разрешается применять лампы накаливания, светодиодные источники света и люминесцентные лампы, (последние применяются при минимальной температуре воздуха не менее +5 оС и
при условии питания ламп напряжением не менее 90 % от номинального).
Применение ламп ДРЛ, ДРИ и ксеноновых ламп не рекомендуетсяв связи
с длительным временем (5–7 мин) их разгорания при включении.
1.3. И с т о ч н и к и и с к у с с т в е н н о го о с в е щ е н и я
В современных осветительных установках, предназначенных для
искусственного освещения производственных помещений, в качестве
источников света используют лампы накаливания, газоразрядные
лампы (дуговые люминофорные, дуговые натриевые, люминесцентные) и светодиодные:
– лампы накаливания представляют собой изделия для излучения потока света посредством накаливания тугоплавкого проводника –
нити, изготовленной из сплава на основе вольфрама;
10
– лампы ДРЛ классифицируются как дуговые люминофорные источники освещения, создающие свет высокой производительности, обладая при этом небольшими размерами;
– принцип работы дуговых натриевых ламп (ДНАТ) основан на
воздействии паров натрия, которые в качестве газоразрядной среды при
включении, дают оранжевое свечение. Основным требованием качественного света является прозрачность керамической оболочки лампы;
– люминесцентные лампы функционируют на основе дугового
разряда паров ртути, при котором излучается ультрафиолет. Лампы выполнены в виде удлиненных стеклянных колб, внутри которых размещаются два электрода и катод посредине;
– светодиодные лампы широко применяются в наше время благодаря уникальным свойствам и характеристикам.
Основными характеристиками, используемыми при выборе и
сравнении источников света, являются: электрическая мощность лампы
Р (Вт); напряжение электропитания U (В); световой поток, излучаемый
лампой F(лм), или максимальная сила света I (кд); световая отдача
= F/Р (лм/Вт); срок службы лампы и спектральный состав света.
Лампы накаливания. Лампы накаливания относятся к источникам
света теплового излучения. Видимое излучение в них получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. На рис. 1.5 изобра-
жены некоторые виды ламп накаливания общего назначения (ЛОН).
В настоящее время используются различные типы ламп накаливания: вакуумные (В), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением
(БК), галогенные (ГЛН) и др.
Рис. 1.5. Лампы накаливания общего назначения: а – вакуумная (В);
б – биспиральная аргоновая (Б); в – биспиральная криптоновая (БК);
г – галогеновая (ГЛН)
а
б в
г
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]