Вопрос 6. Что такое терморегуляция организма человека? Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений. Приборы для измерения метеорологических параметров воздушной среды (произвести эскизы приборов).
Основными параметрами, обеспечивающими процесс теплообмена человека с окружающей средой являются параметры микроклимата. В естественных условиях на поверхности Земли (уровень моря) эти параметры изменяются в существенных пределах. Так, температура окружающей среды изменяется от -88 до +60 °С; подвижность воздуха –от 0 до 100 м/с; относительная влажность–от 10 до 100% и атмосферное давление –от 680 до 810 мм рт. ст.
Вместе с изменением параметров микроклимата меняется и тепловое самочувствие человека. Условия, нарушающие тепловой баланс, вызывают в организме реакции, способствующие его восстановлению. Процессы регулирования тепловыделений для поддержания постоянной температуры тела человека называются терморегуляцией. Она позволяет сохранять температуру внутренних органов постоянной, близкой к 36,5 °С. Процессы регулирования тепловыделений осуществляются в основном тремя способами: биохимическим путем; путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.
Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125...200Дж/с.
Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (которая является в данном случае теплоносителем) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов. Перенос теплоты с потоком крови имеет большое значение вследствие низких коэффициентов теплопроводности тканей человеческого организма–0,314...1,45 Вт/(м'°С) При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает большое количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается во внешнюю среду (рис. 1.2). Как видно из рис. 1.2, кровоснабжение при высокой температуре среды может быть в 20...30 раз больше, чем при низкой. В пальцах кровоснабжение может изменяться даже в 600 раз.
Терморегуляция организма осуществляется одновременно всеми способами. Так, при понижении температуры воздуха увеличению теплоотдачи за счет увеличения разности температур препятствуют такие процессы, как уменьшение влажности кожи, и следовательно, уменьшение теплоотдачи путем испарения, снижение температуры кожных покровов за счет уменьшения интенсивности транспортирования крови от внутренних органов, и вместе с этим уменьшение разности температур.
Параметры микроклимата воздушной среды, которые обусловливают оптимальный обмен веществ в организме и при которых нет неприятных ощущений и напряженности системы терморегуляции, называются комфортными или оптимальными. Зона, в которой окружающая среда полностью отводит теплоту, выделяемую организмом и нет напряжения системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нормальное тепловое состояние человека нарушается, называются дискомфортными. При незначительной напряженности системы терморегуляции и небольшой дискомфортности устанавливаются допустимые метеорологические условия.
Вопрос 14. Методы расчета искусственного освещения и условия их применения.
При установлении нормы освещенности необходимо учитывать: размер объекта различения (установлено восемь разрядов от 1 до УП), контраст объекта с фоном и характер фона. На основании этих данных по таблицам НиП 23-05-95 определяется норма освещенности.
При выборе источников искусственного освещения должны учитываться их электрические, светотехнические, конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели. На практике используются два вида источников освещения: лампы накаливания и газоразрядные. Лампы накаливания просты по конструкции, обладают быстротой разгорания. Но световая отдача их (количество излучаемого света на единицу потребляемой мощности) низкая - 13-15 лм/вт; у галогенных - 20-30 лм/вт, но срок службы небольшой.
Газоразрядные лампы имеют световую отдачу 80-85 лм/вт, а натриевые лампы115-125 лм/вт и срок службы 15-20 тыс.часов, они могут обеспечить любойспектр. Недостатками газоразрядных ламп является необходимость специальногопускорегулирующего аппарата, длительное время разгорания, пульсация светового потока, неустойчивая работа при температуре ниже 0°С.
Для освещения производственных помещений используются светильники, представляющие собой совокупность источника и арматуры.
Назначением арматуры является перераспределение светового потока,
защита работающих от ослепленноети, а источника от загрязнения. Основными характеристиками арматуры являются: кривая распределения силы света, защитный угол и коэффициент полезного действия. В зависимости от светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, различают светильники: прямого света (п), у которых световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляет более 80 %; преимущественно прямого света (Н) 60-80%; рассеянного света (Р) 40-60%; преимущественно отраженного света (В) 20-40%; отраженного света (О) менее 20 %.
По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости
светильники разделяют на семь классов Д Л, Ш, М, С, Г, К.
Защитный угол светильника характеризует угол, который обеспечивает
светильник для защиты работающих от ослепленности источником.
Расчет искусственного освещения производственного помещения ведется в следующей последовательности.
1. Выбор типа источников света. В зависимости от конкретных условий в
производственном помещении (температура воздуха, особенности
технологического процесса и его требований к освещению), а также
светотехнических, электрических и других характеристик источников,
выбирается нужный тип источников света.
2. Выбор системы освещения. При однородных рабочих местах, равномерном размещении оборудования в помещении принимается общее освещение. Если оборудование громоздкое, рабочие места с разными требованиями к освещению расположены неравномерно, то используется локализованная система освещения. При высокой точности выполняемых работ, наличии требования к направленности освещения применяется комбинированная система (сочетание общего и местного освещения).
3. Выбор типа светильника. С учетом потребного распределения силы света, загрязненности воздуха, пожаровзрывоопасности воздуха в помещении подбирается арматура.
4. Размещение светильников в помещении. Светильники с лампами накаливания можно располагать на потолочном перекрытии в шахматном порядке, по вершинам квадратных полей, рядами. Светильники с люминисцентными лампами располагают рядами.
При выборе схемы размещения светильников необходимо учитывать
энергетические, экономические, светотехнические характеристики схем
размещения. Так, высота подвеса и расстояние между светильниками связаны с экономическим показателем схемы размещения, зависимостью. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников.
На основании принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество.
5. Определение потребной освещенности рабочих мест. Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23-05-95.
6. Расчет характеристик источника света. Для расчета общего равномерного освещения применяется метод коэффициента использования светового потока, а расчет освещенности общего локализованного и местного освещения производится с помощью точечного метода.
Для расчета искусственного освещения специалисты прибегают к различным методам: точечному методу, методу удельных мощностей и методу коэффициента использования светового потока.
1. Точечный метод расчета искусственного освещения
Его особенность состоит в том, что учитывается отраженная световая энергия. Расчет искусственного освещения производится, опираясь на показатели силы света (I, кд), высоты подвеса осветительного прибора (H, м), а также коэффициент запаса (1,1 5 - 1,8).
Для расчета искусственного освещения данным методом используются отдельные формулы для горизонтальной и вертикальной плоскости:
Ег=I*cos3α/Н 2 *К3 - для горизонтальной плоскости
Ев= I*cos3 (90-α) /Н 2 *К3 - для вертикальной плоскости
При расчете искусственного освещения помещения или пространства несколькими светильниками освещенность определяется от каждого источника, а затем показатели суммируются.
Следовательно, формула для расчета искусственного освещения в данном случае усложняется, ведь необходимо учесть и количество ламп (n), и коэффициент дополнительной освещенности точки (μ, 1,1 - 1,2), и световой поток лампы (Фл, лм), и сумму условных освещенностей от светильников, которые светят в данную точку (ΣЕг), и условный световой поток (1000 лм). Поэтому при расчете искусственного освещения для нескольких светильников используется формула:
Е=n*ФлμΣЕг/1000*К3
2. Расчет искусственного освещения методом удельных мощностей
Достоинство данного метода расчета искусственного освещения состоит в простоте, а слабая сторона – в недостаточной точности. Потому эта техника применяется при первичных расчетах. Суть подобного расчета искусственного освещения сводится к определению количества светильников того или иного типа с помощью таблиц удельных мощностей.
В подобных специальных таблицах указаны удельные мощности источников освещения в зависимости от площади освещаемой поверхности, типов светильников, высоты их подвеса, необходимой освещенности. При этом в ходе расчета искусственного освещения используют формулу удельной мощности:
w=(n*Pл)/S ,
где n - число ламп в светильниках,
Рл - мощность лампы, Вт;
S - площадь освещаемого помещения, м2.
Таким образом, с помощью данной формулы расчета искусственного освещения можно определить количество светильников, которое необходимо для освещения данной площади и электрическую мощность приборов.
3. Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока
Данный метод расчета искусственного освещения считается самым популярным. Его сущность состоит в определении светового потока, необходимого для достижения заданных показателей освещенности. При расчете искусственного освещения таким способом учитывается отраженный свет и необходимость в равномерном распределении светового потока. Формулы, которые используются для расчета искусственного освещения, зависят от вида источника освещения.
Расчет искусственного освещения для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНат:
F=(E*S*z*Kз)/(n*u),
где F—световой поток одной лампы, лм;
Е—нормированная освещенность, лк;
S—площадь помещения, м2;
z—коэффициент неравномерности светильника (для стандартных светильников 1,1—1,3);
Kз — коэффициент запаса;
n - число светильников;
u —коэффициент использования, зависящий от типа (0,55—0,60)
Расчет искусственного освещения для люминесцентных ламп:
N=( E*S*z*Kз)/(n*Фл* η),
где Фл - световой поток лампы, лм;
η - коэффициент использования светового потока осветительной установки.