Набережные Челны

КАМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

 

Лабораторная работа: Исследование искусственного освещения в производственном помещении по БЖД.

Составил: доцент Р.Н. Мазитов, КамПИ.

Методическое указание предназначено для студентов дневной и вечерней форм обучения. В методических указаниях даются разъяснения по ознакомлению с основными светотехническими параметрами, номиналами, принципами нормирования, а также с методами и приборами для определения искусственного освещения в рабочих помещениях.

Цель работы: ознакомление нормативными материалами по искусственному освещению, методами и приборами для их определения в рабочих помещениях; определение параметров искусственной освещенности на определённых точках помещения.

Как известно, недостаточное освещение рабочего места затрудняет длительную высокопроизводительную работу, вызывает повышенное утомление и способствует развитию близорукости.

Излишний яркий свет слепит, снижает зрительные функции, приводит к перевозбуждению нервной системы, уменьшает работоспособность, нарушает механизм сумеречного зрения. Воздействие чрезмерной яркости может вызывать фотоожоги глаз и кожи, катаракты и другие нарушения зрения.

Световую среду формируют следующие количественные составляющие:

Лучистый поток Ф - это мощность лучистой энергии электромагнитного поля в оптическом диапазоне волн, измеряется в ваттах - Вт = Дж/с.

Световой поток F - это мощность световой энергии оцениваемой по зрительному восприятию, т.е. величина светового потока F является не только физической, но физиологической, измеряется в люменах - лм.

Сила света J - пространственная плотность светового потока в пределах телесного угла dW, измеряется в канделах - кд. Она равна отношению светового потока dF к величине телесного угла dW, в пределах которого распределение светового потока равномерно: J = dF/dW, (рис. 1).

Освещенность поверхности Е - плотность светового потока на освещаемой поверхности, измеряется в люксах - лк.

Яркость поверхности (отражающей или излучающей) - L_a, в данном направлении определяется как отношение силы света dJ_a, излучаемой поверхностью dS в этом направлении a, к проекции святящейся (или отражающей) поверхности на перпендикуляр к данному направлению:

Кроме количественных характеристик освещения существуют и качественные характеристики, связанные с зрительным восприятием света:

Фон - поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения или на которой находится объект различения. Под объектом различения понимается минимальный элемент рассматриваемого предмета, который необходимо выделить для зрительной работы.

Контраст объекта с фоном характеризуется коэффициентом контраста К который определяется соотношением яркости рассматриваемого объекта и фона по формуле:

Коэффициент пульсации освещенности Кп - критерий оценки изменения освещенности поверхности вследствие периодического изменения во времени светового потока источника света.

Показатель ослепленности Р - это критерий оценки слепящего действия источника света, вычисляемый по формуле:

где V₁ - видимость объекта различия в экранированном источнике света;

V₂ - видимость оюъекта при разэкранированном источнике света. По типу источника света производственное освещение бывает: естественное - за счет солнечного излучения и искусственное - за счет источников искусственного света, а также – совмещенное (комбинированное).

При недостаточном естественном освещении в светлое время суток используют и искусственный свет. Такое освещение называется совмещенным. Оно предусмотрено существующими нормами.

Искусственное освещение по способу расположения источника света подразделяется на общее, местное и комбинированное.

Рис.1. Схема, иллюстрирующая светотехнические понятия (по М.К. Полтеву, 1980).

На качество искусственного освещения оказывает влияние световой поток лампы, а также тип и спектр излучения (цвет) светильника, цвет окраски помещения и оборудования, их состояние (свежесть окраски и запыленность и т.п.). В производственных помещениях одно местное освещение использовать не разрешается. Основные характеристики ламп: номинальное напряжение, потребляемая электрическая мощность, световой поток, световая отдача и срок службы.

Ассортимент источников света, выпускаемых отечественной промышленностью, большой (табл. 1). Они по способу преобразования электроэнергии в световую подразделяются на:

- лампы накаливания - источники света теплового излучения, общего назначения и специального назначения. Они разделяются на вакуумные (КВ), газонаполненные, безспиральные (НК). В лампе накаливания световой поток зависит от потребляемой электрической мощности и температуры вольфрамовой нити, помещенной в стеклянную колбу, наполняемую при изготовлении инертным газом: аргоном, ксеноном, криптоном и их смесями. Это обеспечивает повышение температуры вольфрамовой нити и уменьшает её распыление.

Лампы накаливания несложны в изготовлении, просты и надежны в эксплуатации. К их недостаткам следует отнести: низкую световую отдачу (в три-шесть меньше (не более 20 лм/Вт) по сравнению с газоразрядными лампами), небольшой срок службы (около 1000 ч.), неблагоприятный спектральный состав, искажающий светопередачу. Лампы накаливания обладают большой яркостью, но не дают равномерного распределения светового потока. Все большее распространение получают лампы накаливания с йодным циклом - галоидные лампы, которые имеют лучший спектральный состав света и хорошие экономические характеристики.

Газоразрядные лампы предпочтительнее для применения в системах искусственного освещения. Они имеют высокую световую отдачу (до 100 лм/Вт) и больший срок службы (10... 14 тыс. ч.). Световой поток от них более благоприятен для зрения. Однако, газоразрядные лампы имеют существенные недостатки, к числу которых относятся пульсация светового потока, что искажает направление и скорость движения. Это явление ведет к увеличению опасности производственного травматизма и делает невозможным выполнение некоторых производственных операции.

Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, который преобразует ультрафиолетовое излучение газового электрического разряда в видимый свет.

Промышленность выпускает люминесцентные лампы: белого цвета (ЛБ), теплого белого цвета (ЛТБ), холодного белого цвета (ЛХБ), дневного света (ЛД), с исправленной цветопередачей (ЛДЦ). Помимо основных типов выпускаются также лампы для целей местного освещения.

Кроме люминесцентных ламп (низкого давления), в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления: лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные); галогенные лампы ДРИ (дуговые ртутные с йодидами); ксеноновые лампы ЛКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые), которые в основном применяются для освещения территорий предприятия; натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые), используемые для освещения цехов с большой высотой (в частности многих литейных цехов).

Таблица 1

Характеристика основных осветительных ламп накаливания и люминесцентных для номинальных напряжений 220 В, ГОСТ 2239-70 и ГОСТ 6825-70

Лампы накаливания	Люминесцентные лампы
Тип и мощность	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт	Тип и мощность	Световой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт
НВ-15			ЛДЦ-20
НВ-25		8,8	ЛД-20
НБ-40			ЛБ-20
НБК-40		11,5	ЛДЦ-30		48,2
НБ-60		11,9	ЛД-30		54,5
НБК-100		14,5	ЛБ-30
НГ-150		13,3	ЛБЦ-40		52,5
НГ-200			ЛД-40		58,5
НГ-300		15,4	ЛБ-40
НГ-500		16,6	ЛДЦ-80		44,5
НГ-750		17.5	ЛД-80		50,8
НГ-1000		18,6	ЛБ-80		65,3

Примечание. Буквенные обозначения указывают типы ламп. Первые буквы определяют вид лампы: Н - накаливание, Л - люминесцентные. Далее по лампам накаливания: В - вакуумные. Б - биспиральные. Г - газонаполненные; по люминесцентным: Д - дневного света. Ц - улучшенной цветопередачи. Б - белого цвета.

Под светильником понимается комплект лампы (источник света) и осветительной арматуры. Светильник обеспечивает крепление лампы, подсоединение к ней электрического питания, предохранение её от загрязнения и механического повреждения.

Светильники предназначены для размещения в них ламп в целях повышения санитарно - гигиенических качеств освещения и снижение расхода электроэнергии. Они устраняют слепящее действие источника света, предохраняя глаза работающих от чрезмерной яркости. Это обеспечивается защитным углом светильника.

Светильники классифицируются: по назначению - для общего и местного освещения; по конструктивному исполнению - открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные; по распределению светового потока прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, отраженного света. Такое подразделение основано на отношении светового потока, излучаемого в нижнюю сферу, к полному световому потоку светильника [3].

При выборе и сравнении источников света друг другом пользуются следующими параметрами: номинальное напряжение питания U(В); электрическая мощность лампы Р(Вт); световой поток, излучаемый лампой Ф(лм) или максимальная сила света J(кд); световая отдача Y = Ф/Р (лм/Вт), т.е. отношение светового потока лампы к её электрической мощности; срок службы лампы и спектральный состав света.

Светильники местного освещения предназначены для освещения места выполнения работы. Они укрепляются обычно на шарнирных кронштейнах, обеспечивающих возможность их перемещения и изменения направления светового потока.

Поскольку светильники местного освещения располагаются в непосредственной близости от глаз работающего, необходимо чтобы защищенный угол светильника был не менее 30°, а при расположении светильника не выше уровня глаз работающего - не менее 10°, что исключает освещение и правильно освещает рабочее место. Чистка светильника должна производиться 4-12 раз в год в зависимости от запыленности производственного помещения. Проверка уровня освещенности в контрольных точках помещения или на отдельных рабочих местах производится не реже 1 раз в год.

Основным прибором для измерения освещенности является фотоэлектрический люксметр (Ю-16, Ю-117).

Принцип работы прибора заключается в следующем: световой поток, воздействует на фотоэлемент, с которым соединен миллиамперметр. Во время измерения фотоэлемент размещают в точке замера, расположив его в плоскости, параллельной плоскости рабочей поверхности. Стрелка миллиамперметра отклоняется пропорционально величине освещенности в измеряемой точке. Школа прибора градуирована в люксах. Градуировка школы выполнена для спектрального состава ламп накаливания. При измерении светового потока для люминесцентных ламп 1,15 (ЛБ); 0,88(ЛД); 1,2(ДРЛ), а естественного света этой коэффициент равен 0,8.