Указания методические по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей, все формы обучения ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТУРИЗМА И СЕРВИСА» ФГОУВПО «РГУТиС» Технический Факультет Кафедра «Безопасность труда и инженерная экология» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе __________д.э.н., профессор Новикова Н.Г. «_____»_______________________200__г. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей, все формы обучения Москва 2008г. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» составлены на основании рабочих программ дисциплины «Безопасность жизнедеятельности». Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная экология» Протокол № __8 ____ «17 »__апреля ___ __2008г. Зав. кафедрой д.т.н., профессор Пелевин Ф.В. Методические указания по выполнению лабораторных работ одобрены Учебно-методическим советом ФГОУВПО «РГУТиС» Протокол № ________ «____»_______________200_г. Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» разработали: Преподаватели кафедры «Безопасность труда и профессор Нелюбин Б.В. инженерная экология» к.в.н., доцент Галанин Ю.Ф. ст. преподаватель Игнатова Р.С. преподаватель Борисова О.Н. преподаватель Доронкина И.Г. под общей редакцией профессора Нелюбина Б.В. Согласовано: Зам. проректора - начальник Учебно-методического управления к.э.н. доцент Дуборкина И.А. Начальник Методического отдела Рыженок Н.В. ОГЛАВЛЕНИЕ № лабораторной работы Название лабораторной работы Страница 1 Исследование параметров микроклимата производственных помещений 4 2 Исследование параметров естественного освещения 13 3 Исследование искусственного освещения 18 4 Определение концентрации пыли весовым способом 28 5 Определение параметров шума в производственных помещениях 35 6 Исследование защитных свойств материалов от воздействия на них ионизирующего излучения 40 Библиографический список 49 ПРЕДИСЛОВИЕ Методические указания по выполнению лабораторных работ содержат теоретические положения по нормированию микроклимата рабочей зоны, естественному и искусственному освещению, запыленности воздуха, шума производственных помещений, а также методику измерения и оценки состояния основных параметров микроклимата, естественного и искусственного освещения, шума, определение концентрации пыли производственных помещений. В методических указаниях приводятся основные расчеты по проектированию искусственного освещения. Методические указания рекомендуются как дополнительный материал для использования на лабораторных занятиях. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 «ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ЦЕЛЬ РАБОТЫ Приобретение навыков в исследовании и санитарно-гигиеничес­кой оценке микроклимата производственных помещений: температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ 1. Ознакомиться с основными сведениями о микроклимате про­изводственных помещений, его влиянии на организм человека и ме­тодами улучшения условий труда. 2. Изучение принципа работы приборов. 3. Оформление отчета. 4. Замеры параметров микроклимата производственных помеще­ний. 5. Обработка результатов замеров, их нормирование. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Микроклимат производственных; помещений - метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влаж­ности, скорости движения воздуха и теплового излучения. Эти па­раметры нормируются в соответствии с "Санитарными нормами микро­климата производственных помещений". Нормируемыми показателями микроклимата воздуха рабочей зо­ны являются: температура; относительная влажность; скорость дви­жения воздуха. Влияние перечисленных параметров на организм человека тесно связано с процессами терморегуляции организма. Терморегуляцией называется совокупность процессов, обеспе­чивающих теплообмен между организмом и внешней средой при сохра­нении почти постоянной температуры человеческого тела (36,б°С) независимо от внешней среды. Потеря тепла человеком в окружающую среду происходит путем конвекции, лучеиспускания и испарения. Самочувствие человека и его производительность труда во многом зависят от температуры, влажности и скорости движения воздуха. Температура . При повышении температуры внутрен­него воздуха, ограждающих конструкций и окружающих предметов теплоотдача человека путем конвекции и излучении затрудняется, а испарение увеличивается. При высоких температурах воздуха у работающего человека может наступить состояние теплового удара, характеризующееся повышением температуры тела, расстройством ко­ординации движений, сильной головной болью. При низких темпера­турах происходит переохлаждение организма, понижается общая со­противляемость, возникают различные простудные заболевания. Влажность . Различают абсолютную и относительную влажность воздуха. Абсолютной влажностью воздуха р называется массовое количество водяного пара содержащегося в I м3 влажного воздуха в г/м3 . При одной и той же температуре в воздухе может содержаться различное количество водяного пара в зависимости от его парциаль­ного давления, рассматриваемого независимо, от других газов (па­ров) в смеси. Отношение абсолютной влажности воздуха р к его максималь­но возможной абсолютной влажности рн , при той же температуре называется относительной влажностью. ρ ρ = _______ ρ н При высокой влажности воздуха, имеющего повышенную темпера­туру, затрудняется теплоотдача человека при потении. Сочетание низкой влажности и высокой температуры воздуха приводит к появлению сухости слизистый оболочек верхних дыхатель­ных путей, возникает сухой кашель и т.д. Скорость движения воздуха . В усло­виях низкой температуры и повышенной скорости воздуха увеличива­ется теплоотдача человека, возникают простудные заболевания. При высоких температурах большая скорость движения воздуха не всегда приводит к увеличению теплоотдачи человека. Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне (табл.1) устанавливаются в ГОСТ в зависимости от периода го­да и категории работ по тяжести (табл.2). Период года определяется по среднесуточной температуре: холодный период года характеризуется среднесуточной темпе­ратурой наружного воздуха, равной +10°С и ниже; теплый период года - среднесуточная температура воздуха вы­ше +10° С. Среднесуточная температура наружного воздуха - средняя ве­личина температуры наружного воздуха, измеренная в определенные часы суток через одинаковые интервалы времени. Стандартом [I] устанавливаются общие санитарно-гигиеничес­кие требования к показателям микроклимата в воздухе рабочей зо­ны производственных помещений. Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых нахо­дятся рабочие места. Постоянным рабочее место считается в том случае, когда ра­ботающий находится на нем большую часть своего времени (более 50%) или непрерывно 2 ч. Если обслуживание технологического про­цесса выполняется в различных зонах производственного помещения, то постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона. Непостоянным считается рабочее место, на котором работающий находится меньшую часть (менее 50$ или менее 2 ч непрерывно) своего рабочего времени. Оптимальными микроклиматическими условиями являются такие сочетания количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечива­ет сохранение функционального теплового состояния организма без напряжения механизмов терморегуляции. Оптимальные условия обес­печивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности. 1. Характеристикой производственных помещений является разграничение выполняемых в них работ по тяжести на основе общих энергозатрат организма в ккал/ч (Вт). 2. Классификация производственных помещений по категориям выполняемых в них работ проводится исходя из категории работ, на которых занято 50% и более работающих в данном помещении. Допустимые микроклиматические условия - это сочетание количест­венных показателей микроклимата, которые при длительном и систе­матическом воздействии на человека могут вызвать изменения в процессе терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей человека. При этом не возникает повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут, наблю­даться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и по­нижение работоспособности. ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИЙ ТРУДА Для создания благоприятных условий труда в производственных помещениях с учетом специфики технологических процессов прово­дятся организационные, технические и санитарно-гигиенические ме­роприятия. Организационные мероприятия включают подготовку работающих по существующему нормативному документу "Общие санитарно-гигие­нические требования к воздуху рабочей зоны" ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Работающих необходимо ознакомить с понятиями оптимальные и допус­тимые условия труда в рабочей зоне производственных помещений, их значениями для конкретных рабочих мест. Необходимо подчерк­нуть влияние параметров микроклимата на организм человека, дать определение категории работы, энергозатраты. В состав организа­ционных мероприятий входят предварительные и периодические мед­осмотры, специальный режим труда и отдыха, устройство комнат-зон психологической разгрузки. В производственных помещениях с избыт­ками явного тепла устанавливается специальный водосолевой питье­вой режим. Технические мероприятия основаны на применении: прогрессив­ной технологии с комплексной механизацией и автоматизацией про­изводственных процессов, сопровождающая значительными тепло-влаговыделениями; дистанционного управления, исключающего пребы­вание людей в зоне интенсивного тепловлаговыделения и инфракрас­ного излучения. При проектировании технологических процессов должны быть исключены работы, сопровождающиеся поступлением в производственное помещение воздуха с высокими или низкими темпе­ратурами, превышением скорости движения воздуха. Здания предпри­ятий проектируют с рациональной планировкой производственных по­мещений, незадуваемыми аэрационными фонарями; входами, въездами, выездами с тамбурами. Санитарно-гигиенические мероприятия по улучшению микрокли­мата предусматривают устройство защитных экранов, местных отсо­сов, а также снижение температуры нагретых поверхностей до 45°С путем их теплоизоляции или вынесения оборудования на открытые площадки. При работе на открытом воздухе в условиях низких тем­ператур идут по пути применения переносных калориферов, обогре­ваемых полов на рабочих площадках. При необходимости рабочих обеспечивают средствами индивидуальной защиты. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ, МЕТОДИКА И ОБРАБОТКА ЗАМЕРОВ Параметры микроклимата производственных помещений измеряют­ся на лабораторной установке, имеющей термометр, психрометр, анемометры и кондиционер. Замеры проводятся при закрытых створ­ках остекления камеры установки и включенном кондиционере, ис­кусственно создающем движение воздушного потока. Для измерения температуры воздуха применяют термометры (ртутные, спиртовые и т.д.) с ценой деления 0,2° С, термоанемо­метры, термометры сопротивления, термопары. Для постоянного наблюдения за температурой воздуха исполь­зуются самопишущие приборы-термографы, которые изготовляются с суточным и недельным заводами. Относительную влажность воздуха определяют с помощью пси­хрометров и гигрометров. В аспирационном психрометре (рис.1,в) имеется два одинаковых ртутных термометра и вентилятор. Правый ртутный баллончик термометра покрыт батистом; смачиваемым водой, мокрый термометр; второй показывает температуру окружающего воз­духа и называется сухим термометром. Рис. 1 Приборы для измерения параметров микроклимата: а - чашечный анемометр; б – крыльчатый анемометр; в – аспирационный психрометр Вентилятор психрометра обеспечивает постоянную скорость движения воздуха около ртутных баллончиков. Последние защищены экранирующими трубками от притока лучистого тепла. Для измерения относительной влажности воздуха батист на чувствительной части мокрого термометра смачивают при помощи специальной пипетки, вставленной в резиновую грушу. Пипетку, наполненную водой до риски, вводят в правую трубку психрометра. Выждав 2-3 сек., пипетку вынимают. Прибор помещают на место измерения в вертикальном положении на уровне 1,5 м от пола. Включают электровентилятор психрометра. Температура мокро­го термометра вследствие испарения воды из батиста начинает по­нижаться. Отечет по сухому и мокрому термометрам производят в момент, когда температура мокрого термометра достигнет минимума прибли­зительно по истечении четырех минут работы прибора. Результат замеров и вычислений заносят в табл.I отчета по лабораторной ра­боте. Скорость движения (подвижность) воздуха измеряется чашечны­ми, крыльчатыми анемометрами, а также термоанемометрами. Чашечные анемометры МС-13 типа А (рис.1,а) используют при скоростях движения воздуха в пределах от 1 до 20 м/с, АРИ-49 -при 2 - 30 м/с Крыльчатый анемометр АСО-3 типа Д измеряет, малые скорости движения воздуха от 0,2 до 8 м/с; (рис.1,6). Контроль за атмосферным давлением осуществляется посредст­вом барометров- анероида и приборов-барографов. В - барометри­ческое давление, Па. Определяется по барометру во время прове­дения опыта. Для определения относительной влажности воздуха составлены номограммы и психрометрические таблицы. По показаниям сухого и мокрого термометров психрометра, пользуясь табл.3, определяют значения относительной влажности воздуха фи, %, результаты за­носят в табл. I отчета. Определение скорости движения воздуха чашечным и крыльчатым анемометрами производят при включенном вентиляторе (кондиционере) в местах установки приборов, на высоте 1,5 м от уровня пола. Чашечный анемометр во время замера должен стоять в верти­кальном положении, чтобы ось вращения крыльев была направлена перпендикулярно направлению потока. Крыльчатый анемометр ставят под действие воздушного потока так, чтобы ось крыльчатки совпадала с направлением воздушного потока. Перед снятием отсчета необходимо сделать выдержку в течение 10-15 с, чтобы вертушка восприняла скорость воздушного потока. На анемометрах крыльчатом АСО-3 типа Д и чашечном МC-13 типа А вначале снимают показания всех стрелок счетчика по трем шка­лам при выключенной арретире. Показания записывают в табл.2 отчета, анемометр включают в действие посредством арретира, одновременно с секундомером. Через определенное время t (порядка 100 секунд), включают анемометр и секундомер. Снимают показания счетчика и определяют число оборотов за секунду. где N1 и N2 - начальное и конечное показания счетчика по трем шкалам, оборотов; T - время замера, с. Скорость движения воздуха V (м/с) находят по тарировочному графику, прилагаемому к каждому прибору (стенд лабораторной установки). Предварительная обработка результатов замеров проводится в графической форме. Замеры рассматриваются по сочетаниям темпера­туры и влажности воздуха (рис.2), температуры и скорости движе­ния воздуха (рис.3). Проверяется соответствие замеренных температуры, влажности и скорости движения воздуха оптимальным и допустимым параметрам микроклимата производственных помещений. Число делений (оборотов) в 1 секунду V м/с Таблица 1 Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений Период года Категория работ Температура, о С Относительная влажность, % Скорость движения, м/с Оптимальная Допустимая граница оптимальная Допустимая на рабочих местах -постоянных и непостоянных, не более оптимальная Допустимая на рабочих местах - постоянных и непостоянных верхняя нижняя На рабочих местах постоянных непостоянных постоянных непостоянных 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Холодный Легкая –1а 22-24 25 26 21 18 40-60 75 0,1 Не более 0,1 Легкая –1б 21-23 24 25 20 17 40-60 75 0,1 0,2 Средней -тяжести 2а 18-20 23 24 17 15 40-60 75 0,2 0,3 Средней -тяжести 2б 17-19 21 23 15 13 40-60 75 0,2 0,4 Тяжелая - 3 16-18 19 20 13 12 40-60 75 0,3 0,5 Теплый Легкая – 1а 23-25 28 30 22 20 40-60 55 при 28о С 0,1 0,1-0,2 Легкая – 1б 22-24 28 30 21 19 40-60 60 при 27о С 0,2 0,1-0,3 Средней тяжести 2а 21-23 27 29 18 17 40-60 65 при 26о С 0,3 0,2-0,4 Средней тяжести 2б 20-22 27 29 26 25 40-60 70 при 25 о С 0,3 0,2-0,5 Тяжелая - 3 18-20 26 28 15 13 40-60 75 при 24о С и ниже 0,4 0,2-0,6 Примечание. Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая – минимальной температуре воздуха. Для промежуточных значений температуры воздуха его скорость движения может быть определена интерполяцией. ОТЧЕТ по лабораторной работе «Исследование параметров микроклимата производственных помещений» Краткое описание лабораторной установки: Таблица 1 Замеры параметров микроклимата Место замеров Барометрическое давление Показания психрометра, о С Тр.з. о С Относительная влажность φ, % Мм. рт. ст. Па По сухому термометру, tс По влажному термометру, tв Примечание: 1) tр.з. – температура в рабочей зоне принимается по показанию сухого термометра психрометра; 2) 1 мм.рт. ст. = 133,3 Па Таблица 2 Замеры скорости движения воздуха Место замера Наименование прибора Показания счетчика Число оборотов N2 - N1 Время замера t, с n, об/с Скорость V, м/с До измерения, N1 , об После измерения N2 , об На основании экспериментальных данных заполняется таблица 3. Нормативные данные выбирают по извлечению из ГОСТ 12.1.005-88, ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочец зоны» Таблица 3 №№ пп Наименование Параметры микроклимата Период года Категория работ tр.з. φ, % V, м/с 1 Нормативные 2 Экспериментальные ВЫВОДЫ В выводах необходимо проанализировать соответствие замеренных параметров микроклимата производственного помещения нормативным. Необходимо также предложить комплекс мероприятий по нормализации параметров микроклимата в рабочей зоне. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какие параметры определяют микроклимат в производствен­ном помещении? 2. Как воздействует микроклимат на организм человека? 3. Дайте определения абсолютной и относительной влажности воздуха. Единицы их измерений. 4. В каких пределах изменяется относительная влажность воз­духа? 5. Какой документ нормирует микроклимат в рабочей зоне про­изводственных помещений? 6. От чего зависят нормируемые значения t , φ, V воздуха в рабочей зоне производственных помещений? 7. Цель и порядок выполнения работы. 8. Перечислите приборы для измерения t , φ, V . Расскажи­те методику измерения. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ» Цель работы: практически ознакомиться с принципами нормирования естественного освещения, приборами. Содержание работы: 1. Ознакомиться с системами производственного освещения и установкой норм естественного освещения на рабочих местах. 2. Замерить освещенность в различных местах помещения, определить коэффициент естественной освещенности (КЕО) и оценить его по существующим нормам. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Помещение с постоянным пребыванием людей должно иметь естественное освещение. Существуют три системы естественного освещения: 1. БОКОВОЕ освещение осуществляется через оконные проемы. 2. ВЕРХНЕЕ освещение производится через световые проемы в конструкциях здания, в кровле (световые фонари, купола) 3. КОМБИНИРОВАННОЕ освещение представляет совокупность первых двух и является наиболее рациональным, ибо создается наиболее равномерное распределение освещения по площади помещения. ОСВЕЩЕННОСТЬ(Е) - это световой поток, приходящийся на единицу площади. Единица освещенности - люкс ( лк). dФ Е = ------------ dS Из-за изменения естественного освещения в течении дня в зависимости от метеоусловий характеризовать его абсолютным значением освещенности не представляется возможным. Поэтому в качестве нормируемой величины в этом случае принимается относительная величина - коэффициент естественной освещенности (КЕО), представляющий отношение горизонтальной освещенности на рабочем месте внутри помещения ( Ев ) к горизонтальной наружной освещенности (Ен ), создаваемой рассеянным светом всего небосклона. Ев КЕО = _________ Ен х кэ Кэ - коэффициент экранирования рядом стоящих зданий при измерении наружной освещенности у окна. Кэ = 10 Замеры освещенности Ев , Ен должны производиться одновременно. Значение норм КЕО приводится в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» (табл.1) и определяются в зависимости от: 1) системы естественного освещения 2) характеристики зрительной работы ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Порядок выполнения работы: 1. Определение КЕО по данным эксперимента: а) Выключить искусственное освещение. б) Замерить внутреннюю освещенность (Е в ) в помещении аудитории (лаборатории) на уровне высоты рабочего места (0,8м) на расстоянии 1,2,3,4,5 м от окна. При замерах пластинку фотоэлемента держать параллельно полу, не загораживая ее. в) Одновременно с замерами освещенности в помещении аналогичным образом произвести замер наружной освещенности (Е н ) на окне. г) Определить по зависимости КЕО для каждой из пяти точек д) По полученным данным построить зависимость изменения КЕО в аудитории (лаборатории) е) Определить по таблице 1 (СНиП-23-05-95) можно ли выполнять зрительную работу, соответствующую условиям эксперимента в каждой из пяти точек. ж) Полученные выводы и данные занести в таблицу «Экспериментальное определение КЕО» Таблица 1 (СНиП 23-05-95) Характеристика зрительной работы Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Искусственное освещение Естественное освещение Совмещенное освещение Освещенность, лк сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации КЕО е ΙΙΙ , % Н КЕО е ΙΙΙ , % Н при системе комбинированного освещения при системе общего освещения P Кп ,% При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении всего в том числе от общего Очень высокой точности От 0,15 до 0,30 II а Малый Темный 4000 3500 400 400 - - 20 10 10 10 - - 4,2 1,5 б Малый Средний Средний Темный 3000 2500 300 300 750 600 20 10 10 10 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 2000 1500 200 200 500 400 20 10 10 10 г Средний Большой * Светлый * Средний 1000 750 200 200 300 200 20 10 10 10 Высокой точности От 0,30 до 0,50 III а Малый Темный 2000 1500 200 200 500 400 40 20 15 15 - - 3,0 1,2 б Малый Средний Средний Темный 1000 750 200 200 300 200 40 20 15 15 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 750 600 200 200 300 200 40 20 15 15 г Средний Большой * Светлый * Средний 400 200 200 40 15 Характеристика зрительной работы Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Искусственное освещение Естественное освещение Совмещенное освещение Освещенность, лк сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации КЕО е ΙΙΙ , % Н КЕО е ΙΙΙ , % Н при системе комбинированного освещения при системе общего освещения P Кп ,% При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении всего в том числе от общего Средней точности От 0,5 до 1,0 IV а Малый Темный 750 200 300 40 20 4 1,5 2,4 0,9 б Малый Средний Средний Темный 500 200 200 40 20 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 400 200 200 40 20 г Средний Большой * Светлый * Средний - - 200 40 20 Малой точности От 1 до 5 V а Малый Темный 400 200 300 40 20 3 1 1,8 0,6 б Малый Средний Средний Темный - - 200 40 20 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный - - 200 40 20 г Средний Большой * Светлый * Средний - - 200 40 20 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЕО Точка замера,м Ен , Лк Ев , Лк КЕО Нормативный КЕО замеренный Система освещения Вид работ 1 2 3 4 5 Прибор Люксметр ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ ЛЮКСМЕТРОМ Люксметр Ю-116 предназначен для измерения освещенности и состоит из селенового фотоэлемента и миллиамперметра. Свет, попадая на фотоэлемент вызывает ток, пропорциональный освещенности Миллиамперметр фиксирует этот ток с отсчетом непосредственно в люках. Шкала люксметра имеет два предела 0-30 и 0-100. Переключение шкалы осуществляется кнопками с соответствующей маркировкой. Для измерения больших освещенностей люксметр снабжен тремя насадками, надеваемыми на фотоэлемент и ослабляющими освещенность в 10, 100, 1000 раз в соответствии с их маркировкой. При измерении освещенности фотоэлемент располагают в плоскости рабочей поверхности. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Перечислите системы естественного освещения производственных помещений. 2. По какому показателю нормируется естественная освещенность? 3. В каких точках производственного помещения нормируется минимальное значение КЕО? 4. Как определяется коэффициент естественной освещенности? 5. Каков порядок расчета значения КЕО в расчетной точке помещения аналитическим методом? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 «ИССЛЕДОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ» Цель работы: практически ознакомиться с принципами нормирования и измерения искусственного освещения. Содержание работы: 1. Ознакомиться с системами производственного освещения и принципами нормирования искусственного освещения. 2. Замерить освещенность рабочих мест рабочего помещения и оценить ее, по существующим нормам для различной высоты светильника. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Искусственное освещение применяется при недостаточном естественном. Правильно спроектированное и размещенное искусственное освещение позволяет повысить работоспособность, сохранить зрение рабочих и служащих, снизить зрительную утомляемость, предотвратить производственный травматизм и рационально расходовать электроэнергию по освещению. По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное и специальное, которое может быть эвакуационным, охранным, дежурным, эритемным и бактерицидным. Рабочее освещение – предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения автотранспорта и является обязательным для всех типов производственных помещений. Аварийное освещение – устраивают для продолжения работы в тех случаях, когда внезапное отключение рабочего освещения (при авариях) и связанное с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать взрыв, пожар, отравление людей, нарушение технологического процесса. Эвакуационное освещение – предназначено для обеспечения эвакуации людей из производственных помещений при авариях и отключениях рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода: на лестничных клетках, вдоль проходов производственных помещений, в которых работает более 50 человек. Охранное освещение – устраивают вдоль границ территорий, охраняемых спецперсоналом. Сигнальное освещение – применяется для фиксации границ опасных зон, оно указывает на наличие опасности или на безопасный путь эвакуации. Бактерицидное освещение – предназначено для обеззараживания воздуха, питьевой воды, продуктов питания. Эритемное освещение – создается в тех помещениях, в которых существует острая недостаточность солнечного света (северные районы, подземные сооружения). При этом типе освещения электромагнитные лучи с λ= 0,297 мкм стимулируют обмен веществ, кровообращение, дыхание и другие функции организма человека. Конструктивно искусственное освещение выполняется общим и комбинированным (общее освещение в сочетании с местными светильниками, зафиксированными и концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах). Местные светильники концентрируют световой поток источника на рабочих местах. При общем освещении световой поток располагается по всей площади помещения. Общее освещение подразделяется на равномерное (без учета расположения оборудования) и локализованное (с учетом расположения рабочих мест и оборудования). Применение только местных светильников внутри здания запрещается. Чтобы избежать больших световых контрастов при комбинированном освещении, доля общего освещения в нем не должна быть менее 10%. Условия работы при искусственном освещении нормируется минимальной освещенностью на рабочем месте, которая выбирается по СНиП23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от: 1) системы искусственного освещения 2) характеристики зрительной работы 3) от фона и контраста объекта с фоном. Для искусственного освещения применяются лампы накаливания и газоразрядные источники света. Основными количественными фотометрическими величинами являются: световой поток, сила света, яркость, освещенность. Световой поток – мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению человеческого глаза. Единица светового потока – люмен (лм). Сила света характеризующая неоднородность его распределения в пространстве – отношение светового потока к телесному углу, в котором он распространяется: dФ J=-------------- dω За единицу силы света принимается кандела (КД) Яркостью поверхности в данном направлении называется отношение силы света, излучаемой поверхностью в данном направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению dJα В = ----------- dScosα где dJα – сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении α. Единица яркости – КД/м2 . Освещенность – световой поток, падающий на единицу рабочей поверхности. dФ Е = ---------- dS Единица освещенности – люкс (лк). К основным показателям, определяющим условия зрительной работы, относятся: Фон – поверхность, на которой рассматривается объект различения. Фон определяется через коэффициенты отражения (отношение отраженного от поверхности светового потока к падающему). ρ, 0,4 – светлый фон 0,2 ≤ρ≤0,4 – средний фон ρ≤0,2 – темный фон. Контраст объекта с фоном – характеризует отчетливость видения объекта различения на фоновой поверхности. Вф -Во К = ---------- Вф где, Вф и Во – яркость фона и объекта. При К = 0,5 яркость объекта и фона резко отличаются (большой контраст). При К = 0,2 – практически не отличается (малый контраст) При 0,2 К 0,5 – контраст средний. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ МЕТОДОМ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА. Световой поток лампы определяют по формуле: Е· k · S · Z F= ________________ (3.1) N · η где F- световой поток лампы лм. Е- минимальная (нормированная) освещенность на рабочем месте, лк (табл. 1) S- площадь освещаемого помещения, м2 ; К – коэффициент запаса; Z – коэффициент неравномерности освещенности; N – число ламп; η – коэффициент использования светового потока. Коэффициент использования светового потока зависит от КПД светильника, коэффициентов отражения потолка ρп стен ρс величины показателя помещения i, учитывающего геометрические показатели помещения, высоту подвеса светильника: а·в I =--------------- (3.2) h р ( a +в) где а и в – ширина и длина освещаемого помещения, м. hр - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью. hp =H-hp .м где Н – высота помещения, м hp .м - высота рабочего места hp .м =0,8 м. Значения коэффициента использования проводятся в (табл.2) Выбор количества светильников осуществляется по соображениям их рационального размещения. Наибольшая равномерность светового потока достигается при расположении их в шахматном порядке по сторонам квадрата. Расстояние между рядами светильников в ряду r определяется из оптимальных соотношений: r/hp Для люминесцентных ламп (светильников), расположенных в шахматном порядке: r/hp ≤ 1,4 2,0 по сторонам квадрата r/hp = 1,7 2,5 ВАРИАНТЫ К РАСЧЕТУ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ . Применяемые светильники Номер вирианта 1 2 3 4 5 6 ПВЛМ ПЛУ ПСО ОД ОДР ПВЛМ Данные: Длина помещения а,м 10 15 20 25 30 35 Ширина помещения в,м 5 10 12 15 17 20 Высота помещения Н,м 3 3,2 3,6 4 4,2 5 Коэффициент отражения потолка, Рп ,% 70 50 30 30 50 70 Коэффициент отражения стен Рс ,% 50 30 10 10 30 50 Коэффициент неравномерности, Z 1,2 1,1 1,2 1,1 1,2 1,1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. Установка для определения искусственного освещения в зависимости от высоты нахождения светильника над рабочей поверхностью (стола) состоит из светильника местного освещения с лампой накаливания, который с помощью подвесного устройства может устанавливаться на различной высоте. Зависимость величин освещенности от цвета окружающих стен определяется в специальной камере с выдвижными панелями различных цветов (белые, коричневые). Измерение освещенности производится с помощью люксметра Ю-116. Прибор Люксметр ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ. Задание 1. Исследовать комбинированное освещение. 1. Включить общую систему освещения лаборатории. 2. Определить при помощи люксметра освещенность на рабочем месте. 3. Включить светильник местного освещения. 4. Замерить освещенность в той же точке при высоте подвеса светильника местного освещения над рабочей поверхностью. 40,80,120,160 см. 5. Определить долю общего освещения и сделать выводы: а) о соответствии доли общего освещения в комбинированном; б) о соответствии замеренной общей и комбинированной освещенности нормам СНиП 23-05-95 для разряда зрительной работы, соответствующего специальности студента. Полученные результаты занести в таблицу отчета. ОТЧЕТ Параметры Высота подвеса светильника, см 40 80 120 норма замер норма замер норма замер Освещенность от общего освещения, ЛК Освещенность от комбинированного освещения, ЛК Доля общего освещения в системе комбинированного, % ВЫВОДЫ: Задание 2. Рассчитать искусственное освещение в рабочем помещении методом коэффициента использования (взять вариант по указанию преподавателя). 1. Определить площадь помещения S=a·в 2. Определить индекс помещения i по формуле (3.2). 3. Найти коэффициент использования η осветительной установки (табл.2.) 4. По СНиП 23-05-95 найти нормативную освещенность, соответствующую будущей специальности студента. 5. Величину коэффициента запаса определить по табл.3. 6. Число светильников определить из условия расположения их в ряды по длине помещения и соотношения. r/hp=1,3 r- расстояние между рядами светильников; hp- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью. 7. Расстояние от стен до крайнего ряда светильников принять равным с=0,25 r/hp 8. Размеры светильников см. табл. 4. Высота подвеса светильников. hp =H-hc -hp. м где hp - высота подвеса светильника от потолка (табл.4.) hp .м – высота рабочего места (0.8 м.) Н – высота помещения. 9. Найденные величины подставить в формулу (3.1) и рассчитать F. 10. По полученному световому потоку подобрать лампу соответствующей мощности (табл.5.) Таблица 1 (СНиП 23-05-95) Характеристика зрительной работы Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм Разряд зрительной работы Подразряд зрительной работы Контраст объекта с фоном Характеристика фона Искусственное освещение Естественное освещение Совмещенное освещение Освещенность, лк сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации КЕО е ΙΙΙ , % Н КЕО е ΙΙΙ , % Н при системе комбинированного освещения при системе общего освещения P Кп ,% При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении При верхнем или комбинированном освещении при боковом освещении всего в том числе от общего Очень высокой точности От 0,15 до 0,30 II а Малый Темный 4000 3500 400 400 - - 20 10 10 10 - - 4,2 1,5 б Малый Средний Средний Темный 3000 2500 300 300 750 600 20 10 10 10 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 2000 1500 200 200 500 400 20 10 10 10 г Средний Большой * Светлый * Средний 1000 750 200 200 300 200 20 10 10 10 Высокой точности От 0,30 до 0,50 III а Малый Темный 2000 1500 200 200 500 400 40 20 15 15 - - 3,0 1,2 б Малый Средний Средний Темный 1000 750 200 200 300 200 40 20 15 15 в Малый Средний Большой Светлый Средний Темный 750 600 200 200 300 200 40