Лабораторные работы / МетБЖД2 / Освещение искуств 2

9

Лабораторная работа № 2

"Исследование искусственного освещения

в производственных помещениях"

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ЦЕЛИ РАБОТЫ

Свет оказывает непосредственное влияние на зрительные условия работы, на работоспособность и самочувствие человека. Работа при недостаточном освещении снижает производительность труда, приводит к ослаблению зрения и является в ряде случаев причиной производственного травматизма, аварий, и брака.

Одним из важнейших требований предъявляемых к производственному освещению, является требование обеспечения достаточной освещенности, т. е. освещенность на рабочих местах не должна быть меньше предусмотренной нормами.

Цели лабораторной работы: экспериментальное определение и оценка производственного искусственного освещения рабочих мест.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Производственное искусственное освещение оценивается количественными (световой поток, сила света, яркость, освещенность) и качественными (фон, контраст объекта с фоном, видимость, показатель ослепленности, коэффициент пульсации светового потока) показателями.

Световой поток есть мощность лучистой энергии. За единицу светового потока условно принят люмен (лм).

Сила света есть пространственная плотность светового потока:

,

где F  световой поток, лм;   телесный угол стерадиан.

Сила света измеряется в кандэлах (кд).

Яркость поверхности в данном направлении  это отношение силы света, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению:

.

Освещенностью называют отношение светового потока к освещаемой поверхности:

За единицу освещенности принят люкс (лк).

Фон  поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается, и может быть светлым, средним и темным в зависимости от отражения поверхности.

Контраст объекта различения с фоном определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном может быть большим (объект и фон резко различаются по яркости), средним (объект и фон заметно различаются по яркости), малым (объект и фон мало различаются по яркости).

Коэффициент пульсации освещенности  критерии оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током. Рассчитывают коэффициент пульсации по формуле:

,

где Е_max и E_min  максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк; Е_ср  среднее значение освещенности за этот же период, лк. Пульсация рабочих поверхностей во времени, возникающая при освещении газоразрядными источниками света вызывает зрительное утомление и снижает производительность труда.

Основной документ, регламентирующий проектирование освещения  СНиП 23-0595 "Естественное и искусственное освещение".

Нормируемым количественным параметром является освещенность, которую нормы устанавливают для определенных условий: разряда зрительной работы (табл. 2.1), подразряда, типа источника света (газоразрядные лампы или лампы накаливания), системы освещения (комбинированная или общая).

Таблица 2.1

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы
Наивысшей точности	Менее 0,15	I
Очень высокой точности	0,150,3	II
Высокой точности	0,30,5	III
Средней точности	0,51,0	IV
Малой точности	1,05,0	V
Грубой точности	Более 5,0	VI
Работа с самосветящимися ма-териалами и изделиями горячих цехов		VII
Обще наблюдение за ходом производственного процесса		VIII
Работа на механизированных и немеханизированных складах		IX

Значения нормируемой освещенности приведены в табл. 2.2.

Допустимый коэффициент пульсации зависит от системы освещения и разряда зрительной работы (табл. 2.3).

Таблица 2.3

Система освещения по конструктивному оформлению	Коэффициент пульсации при разрядах зрительной работы, %
	I и II	III	IVVIII
Общее	10	15	20
Комбинированное:
общее	20	20	20
местное	10	15	20

Производственное освещение рассчитывают методами:

• коэффициента использования светового потока;

• удельной мощности;

• точечным.

Применяя метод коэффициента использования светового потока, рассчитывают световой поток, излучаемый каждой лампой светильника. Затем его сравнивают со стандартным по ГОСТ, принимают его ближайшее значение.

При ориентировочном расчёте, используют разновидность метода коэффициента использования светового потока – удельной мощности. данный метод позволяет определить мощность каждой лампы.

Точечным методом рассчитывают локализованное и местное освещение. Определяется освещённость в любой точке от любого числа освнтительных приборов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Применяемое оборудование

Установка по изучению освещения состоит из двух частей: осветительной стойки и люксметра Ю116.

Осветительная стойка (рис. 2.1) состоит из основания 1, двух вертикальных стоек 2, передвижного штатива 3, горизонтальной и вертикальной линеек 4, траверсы 5, на которой подвешены четыре светильника 6 (на схеме показан только один).

Лампы включаются тумблерами, размещенными на пульте управления 7, а питание установки  тумблером 8 "Сеть", расположенным на основании 1.

Напряжение питания осветительных ламп изменяют маховиком 9 "Напряжение питания", при этом напряжение измеряют вольтметром 10.

Для перемещения подвижного штатива 3 следует нажать на тормозную собачку и двигать его в нужном направлении.

Фотоэлектрическим люксметром типа Ю116 измеряют освещенность. Прибор состоит из измерителя люксметра и отдельного фотоэлемента с насадками. На передней панели измерителя имеются кнопки переключателя и табличка со схемой связи между кнопками и используемыми насадками.

Прибор имеет две шкалы: 0100 и 030. На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для присоединения фотоэлемента, заключенного в пластмассовый корпус, который присоединяется шнуром с розеткой к измерителю.

Косинусную погрешность уменьшает насадка на фотоэлемент, состоящая из полусферы, выполненной из белой светорассеивающей пластмассы и непрозрачного пластмассового кольца, имеющего сложный профиль. Насадка обозначена буквой К, нанесенной на ее внутреннюю сторону. Эта насадка совместно с одним из трех фильтров, имеющих обозначение М, Р, Т, образует три поглотителя с коэффициентами ослабления 10, 100, 1000.

При отсчете значений измеряемой освещенности нужно знать следующее. Если нажата правая кнопка, то для отсчета показаний пользуются шкалой 0100, если левая  шкалой 030. Значения снятых с прибора показаний умножают на коэффициент пересчета шкалы (табл. 2.4), зависящей от применяемых насадок.

Таблица 2.4

Диапазон измерений, лк	Условное обозначение одновременно применяемых двух насадок на фотоэлементе	Общий номинальный коэффициент ослабления применяемых двух насадок  коэффициент пересчета шкалы
530	Без насадок, с открытым фотоэлементом	1
17100	Без насадок, с открытым фотоэлементом	10
50300	К, М	100
1701000	К, М	100
5003000	К, Р	100
170010000	К, Р	100
500030000	К, Т	1000
17000100000	К, Т	1000

Рис. 2.1. Общий вид осветительной стойки

Например, на фотоэлементе установлены насадки К, Р, нажата левая кнопка, стрелка показывает 10 делений по шкале 030. Измеряемая освещенность равна 10100 = 1000 лк.

Во избежание неточных показаний люксметра следует обеспечить фотоэлемент от излишней освещенности, не соответствующей выбранным насадкам. Поэтому, если величина измеряемой освещенности неизвестна, измерения начинают с установки на фотоэлемент насадок К, Т.

Если при насадках К, М и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до деления 5 по шкале 030, измерения производят без насадок, т. е. открытым фотоэлементом.

По окончании измерений фотоэлемент отсоединяют от измерителя люксметра, надевают на фотоэлемент насадку Т и фотоэлемент помещают в крышку футляра.

Порядок проведения эксперимента следующий:

1) фотоэлемент люксметра помещают на площадку передвижного штатива 3;

2) передвижной штатив 3 устанавливают на расстоянии 170 см от светильника;

3) регулятором "Напряжение питания" устанавливают напряжение в сети U_max и U_min при колебаниях напряжения U = 0 %,  1 %,  2 %,  4 %,  5 %,  10 %. Устанавливаемые значения U_max и U_min при соответствующих значениях U указаны в таблице отчета.

При соответствующих значениях измеряют освещенность Е_max и Е_min. Результаты измерений заносят в таблицу отчета;

4) выключают установку;

5) рассчитывают коэффициент пульсации по формуле:

,

где Е_ср = Е при U = 0.

Результаты расчета заносят в таблицу отчета.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какими приборами измеряется освещенность, в каких единицах?

2. В каких единицах измеряется световой поток?

3. Какие источники искусственного освещения вам известны?

4. В чем недостатки люминесцентных ламп?

5. В чем опасность стробоскопического эффекта?

6. Классификация освещения по назначению?

7. Назовите системы искусственного освещения.

8. Принципы нормирования искусственного освещения?

9. Как подразделяются зрительные работы, по какому критерию?

10. Какими методами рассчитывается освещение?

9