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.