8.2 Искусственное освещение

Ввиду того, что температура в помещении не будет понижаться ниже 10⁰С и не возникнет опасности стробоскопического эффекта, то используем наиболее экономичные газоразрядные лампы.

Т.к. имеем рабочие места высоких зрительных разрядов, то применяем комбинированное освещение.

Используем потолочные светильники типа ЛСП-01 с двумя люминесцентными лампами типа ЛДЦ-80 со световым потоком 3740 Лм, мощностью лампы 80Вт, напряжением питания 220В, 50Гц.

Расстояние h от оси лампы до рабочей освещаемой поверхности найдем из соотношения:

h = H – h₁ – h_P = 3.7 – 0.3 – 0.8 = 2.6м,

где h₁ - расстояние от потолка до светильника, равное 0.3м;

h_Р - высота стола, равная 0.8м.

Расстояние l между светильниками определим из условия обеспечения равномерного распределения освещенности:

l = h · λ = 2.6 · 0.7 = 1.82м.

Расстояние b от крайних светильников до стены принимается равным:

b = 0.5 · l = 0.91м.

Исходя из размеров помещения и того, что длина одного светильника ЛСП-01 с двумя лампами ЛДЦ40 равна 1.27 м, светильники будут располагаться согласно схеме размещения светильников (рисунок 2).

Рисунок 3 – Схема размещения осветителей

Норма освещенности для разряда зрительной работы IVв Е_Н = 200Лк. Затенения рабочих мест нет.

Индекс помещения:

i = A·B/(h·(A+B)),

где h - расчетная высота подвеса;

А и B - длина и ширина помещения.

Получаем:

i = 20/(2.6·(4+5)) = 0.85.

Из справочных данных находим  – коэффициент использования излучаемого светильниками светового потока при коэффициентах отражения: от потолка – 70%, от стен – 50%, от пола – 10%.

=0.53.

Рассчитаем световой поток F_Л одного светильника:

F_Л = Е_Н·S·Z·K/(N·η) = 200·20·1.1·1.4/(4·0.53) = Лм,

_{где S – площадь освещаемой поверхности, 20м}²_;

_{Z – коэффициент минимальной освещенности, 1.1;}

_{K – коэффициент запаса, 1.3;}

_{N – количество ламп, размещенных на плате помещения, 4;}

 – коэффициент использования светового потока, 0.53.

Т.к. световой поток от одной лампы ЛДЦ-40 составляет 2000 Лм, а необходимый рассчитанный световой поток F_Л = 3750 Лм, что соответствует допустимым отклонениям (-10…+20)%, то схема размещения светильников составлена правильно, типы светильников подобраны приемлемо.

_{Определим потребляемую мощность осветительной установки:}

_{P = PЛ.ТАБ. · N · 2 = 40 · 4 · 2 = 320Вт,}

_{где PЛ.ТАБ. – электрическая мощность одной лампы, 40Вт.}

9 Нормализация микроклимата производственных помещений

Под кондиционированием воздуха понимается процесс поддержания параметров воздушной среды в допустимых пределах, который обеспечивает надежную работу ЭВМ, длительное хранение носителей информации и комфортные условия работы обслуживающего персонала.

Технические особенности работы ЭВМ требуют специального подхода к выбору, проектированию и эксплуатации устройств кондиционирования воздуха.

Так как в машинном зале ВЦ выделяется большее количество теплоты, чем в административных помещениях, то кондиционеры работают в течение всего года только на охлаждение. При организации кондиционирования воздуха на ВЦ ставятся более жесткие ограничения в отношении температуры, влажности и содержания пыли в воздухе и учитывается возможность использования пространства под технологическим полом и над подвесным потолком.

Микроклимат производственных помещений определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха. Для создания и подержания оптимального искусственного микроклимата в помещениях, отвечающего санитарно-гигиеническим и технологическим требованиям, применяется кондиционирование воздуха.

_{9.1 Определение объемного расхода воздуха}

Определение суммарного количества избыточного тепла:

Q_изб = Q_осв + Q_люд + Q_эл + Q_ос,

_{где Qосв – тепловыделение от осветительных приборов;}

Q_люд - тепловыделение от работающих;

Q_эл - тепловыделение от электрооборудования;

Q_ос - тепловыделение от солнечной энергии через остекленные проемы.

1) Определение тепловыделения от осветительных приборов:

_{Qосв = (1-η)·nосв·Pосв,}

где P_осв – мощность осветительной установки;

η – КПД осветительной установки (для люминесцентных ламп η = 0.9);

_{nосв – число осветительных приборов.}

Q_осв = 320·(1-0.9) = 32 Вт.

2) Определение тепловыделения от людей, занятых в процессе проектирования:

Q_люд = n·q₁,

где n – число сотрудников, занятых проектированием;

q₁ – тепловыделение от одного работающего, равное 40 Вт (при t=25°С и физически легкой работе).

При численности персонала - три человека, находим, что Q_люд равно 120 Вт.

3) Определение избыточного тепла от электрооборудования

_{Qэл = Σi (1-ηi)·nэлi·Pэлi = (1-ηАРМ)·nАРМ·PАРМ + (1-ηПР)·nПР·PПР,}

где P_элi – мощность одной единицы;

η_i – коэффициент полезного действия;

_{nэлi – число единиц электрообрудования.}

η_АРМ = 0.75 – коэффициент использования АРМ;

η_ПР = 0.6 – коэффициент использования принтера;

N_АРМ=0.55 кВт – потребляемая мощность АРМ;

N_ПР=0.13 кВт – потребляемая мощность принтера;

n_АРМ = 3 – количество АРМ;

n_ПР = 1 – количество принтеров.

Q_эл = 3·0.55·(1-0.85) + 1·0.13·(1-0.6) = 0.46 кВт.

4) Определение тепловыделения от солнечной энергии через остекленные проемы:

Q_ос = q·F·K₁·K₂,

где F - площадь светового проёма, F=S₀;

q – суммарная поверхностная плотность теплового потока, 181 Вт/м² (при безоблачном небе и географической широте 52⁰ в июле месяце в Тамбовской области суммарная солнечная радиация на горизонтальную поверхность q₁=102 Вт/м², на вертикальную – q₂=79 Вт/м² при ориентации на север; q=q₁ + q₂=181 Вт/м²;

K₁ – коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств, для штор-жалюзи с металлическими пластинами, K₁=0.65;

K₂ – коэффициент теплопропускания заполнения световых проёмов, для двойного остекления в металлических раздельных переплетах составляет 0.61.

Находим:

Q_ос = 5.38·181·0.65·0.61 = 386.1 Вт.

Определяем величину общего избыточного тепла:

Q_изб = 32 + 120 + 460 + 386 = 998 Вт.

5) Определение температуры удаляемого воздуха

t_уд = t_рз + Δt·(H-h_рз),

где t_рз – температура рабочей зоны, 25°C (для помещений, характеризуемых незначительными избытками явного тепла и лёгкой категории работы, по СП 2.2.1.1312-03);

Δt – температурный градиент по высоте помещений, 1.5°C/м;

H – расстояние от пола до центра вытяжных проёмов, 3м;

h_рз – высота рабочей зоны, 2м.

t_уд = 25 + 1.5·(3-2) = 26.5°C.

6) Определение плотности воздуха

ρ = 1.293·273/(273 + t_нар) = 1.22 кг/м³,

где t_нар – температура приточного воздуха, 15°C.

7) Определение величины необходимого воздухообмена

V = Q_ИЗБ/(c·ρ·(t_уд-t_нар)),

где с=1000 Дж/(кг·°С) - теплоемкость сухого воздуха;

=1.22 кг/м³ - плотность приточного воздуха при температуре 15°С;

t_уд = 25^оС, температура удаляемого воздуха;

t_нар = 15^оС, температура воздуха, поступающего из кондиционера.

Подставляя в вышеуказанную формулу соответствующие значения, получаем V =0,081 м³/с = 294.5 м³/ч.

8) Определение кратности воздухообмена К:

K = V/V_П = 294.5/74 = 3.97 ч^-1,

где V_П - объем помещения.

_{9.2 Определение полного гидравлического сопротивления}

_{Схема вентиляционной сети представлена на рисунке 4.}

1 - помещение; 2 - потолочное жалюзи; 3 – колено воздуховода; 4 - воздуховод; 5 – вентилятор; 6 – диффузор

Рисунок 4 – Схема вентиляционной сети

Оптимальная скорость в воздуховоде w_В = 8 м/с, поперечное сечение воздуховода можно определить как:

d_В = (V/(0.785·w_В))^0.5 = (0,081 /(0.785·8))^0.5 = 0.11 м.

Потери напора на создание потока:

Δp_ск = ρ_с · w²/2 = 1.18 · 8²/2 = 38.4 Па.

где ρ_с – плотность перемещаемого воздуха, 1.18 кг/м³.

Потери напора на прямых участках труб:

Δp_тр = λ · l · Δp_ск / d_В = 0.1·(0.5+4+0.5)·38.4/0.11 = 174.5 Па,

где λ – коэффициент потерь на трение по длине воздуховода, 0.1 (для воздуховодов типа «Sonodec»);

l – длина воздуховода.

Потери напора на фасонных частях воздуховода будут равны:

Δp_м.с. = (ζ_ж+ζ_к+ζ_д) · Δp_ск,

где ζ_i – коэффициент i-го местного сопротивления.

Δp_м.с. = (1.1+1.2+0.1) · 38.4 = 92.2 Па.

Полное гидравлическое сопротивление сети:

Δp = Δp_ск + Δp_тр + Δp_м.с. = 38.4 + 174.5 + 92.2 = 305 Па

_{9.3 Мощность электродвигателя вентилятора}

_{Найдем мощность электродвигателя вентилятора по формуле:}

_{N = V·Δp·β/(1000·η) = 0.081·305·2/(1000·0.7) = 0.07кВт,}

_{где β – коэффициент запаса мощности электродвигателя, 1.5 (т.к. мощность не превышает 2 кВт);}

_{η – КПД вентилятора, 0.7 (для центробежного вентилятора).}

9.4 Выбор кондиционера

Подача воздуха в помещение осуществляется оконным кондиционером. С учетом суммарного количества избыточного тепла в помещении 1 кВт выбираем кондиционер Toshiba RAS-077SKHP-E/RAS-077S2AH-E – оконный кондиционер с биокомпонентами и антибактериальным фильтром. Технология Silver Nano обеспечивает свежую и здоровую атмосферу.

10 Защита от атмосферного электричества

Молниезащита - эффективное средство защиты и повышения устойчивости функционирования объектов при воздействии на них атмосферного статического электричества. Она включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молний.

Для всех зданий и сооружений, не связанных с производством и хранением взрывчатых веществ, а также для линий электропередач и контактных сетей, проектирование и изготовление молниезащиты должно выполняться согласно СО 153-34.21.122-2003.

По степени защиты здания и сооружения подразделяются на три категории: здания и сооружения, отнесённые к I и II категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные, надземные и подземные металлические коммуникации; здания и сооружения, отнесённые к III категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные и подземные металлические коммуникации.