где К – коэффициент запаса, K=1,3;

μ – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света и удаленных светильников, μ = 1,1;

ε – условная освещенность.

Условная освещенность – освещенность, создаваемая условной лампой со световым потоком Ф_Л = 1000лм, зависит от светораспределения светильника и определяется по графикам пространственных изолюкс.

Задаем высоту подвеса светильника местного освещения h_пм=0,7м, расстояние от следа светильника на уровень рабочей поверхности до рабочей точки d_x=0,4м.

По кривым пространственных изолюкс (рис.4) находим условную освещенность.

Рис.7.2

Кривые пространственных изолюкс светильника типа “Альфа”

Условная освещенность ε = 180 лк. Величина светового потока лампы:

Величина светового потока лампы Ф_ЛМ=1969лм.

Для местного освещения выбираем лампу МО24-100 с величиной светового потока Ф_ЛМ=1740лм мощностью 100Вт.

Расчет общего освещения

Для искусственного освещения помещений следует применять главным образом люминесцентные лампы, у которых высокая световая отдача, продолжительный срок службы, малая яркость светящейся поверхности, близкий к естественному спектральный состав. Наиболее приемлемы лампы ЛБ (белый свет) и ЛТБ (тепло-белый свет) мощностью 20, 40 или 80 Вт. Система общего искусственного освещения должна быть выполнена потолочными или подвесными лампами, размещенными параллельно светопроемам и равномерно по потолку. Поскольку некоторые люди воспринимают мерцание люминесцентных ламп, работающих от сети 50 Гц, ряд специалистов предлагают полностью убрать их или заменить на соответствующие более высокочастотные. Чтобы избежать отражений, которые могут снизить четкость восприятия, не следует располагать рабочие места прямо под источником света. Исходя из вышеперечисленных условий, выберем лампы дневного света ЛБ 40 и светильники ЛВО 03-2*40-002.

Расчет освещения будем производить по методу коэффициента использования светового потока, который предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затемняющих предметов.

Размеры помещения:

Длина А = 7 м

Ширина В = 6 м

Высота Н = 2,95 м

Освещаемая площадь: S = A * B = 7 * 6 = 42 м²

Высота рабочей поверхности: h_p = 0,8 м

Расстояние светильников от перекрытия: h_c = 0,5 м

Высота светильников над рабочей поверхностью:

h = H - h_p - h_c

h = 2,95 - 0,8 - 0,5 = 1,65 м

Рассчитаем индекс помещения:

Коэффициенты отражения светового потока от:

стен r_c=0,5 (стены покрашены светлой краской)

потолка r_n=0,7 (побеленный потолок)

рабочей поверхности r_p.n=0,1

Зная коэффициенты отражения светового потока и индекс помещения, можем найти коэффициент использования излучаемого светильником светового потока на расчетной поверхности: h=0,6.

Определим световой поток F для получения освещенности E_н = 300 ЛК

,

где К_з - коэффициент запаса для помещений с малым выделением пыли и влаги, для люминесцентных ламп К_з = 1,5.

S - освещаемая площадь, S = 42 м²

Z - отношение средней освещенности к минимальной, для люминесцентных ламп Z=1,1

F = 34650 ЛМ

Световой поток ламп ЛБ-40 составляет F_л = 3200 ЛМ. Рассчитаем количество ламп, необходимых для получения нужного светового потока:

N = 12

Следовательно, нужно установить 6 светильника ЛВО 03-2*40-002 по две лампы ЛБ-40 в каждом.

Расчет количества рядов светильников в помещении

Найдем расстояние между рядами светильников L.

где _рек = 1,5

L = 2,48 м

Светильники располагаются вдоль помещения параллельно окнам, на расстоянии от стен, равном 0,4 L.

0,4 L = 0,4 * 2,48 = 0,99 м.

Отсюда, число рядов светильников равно:

n = (B – 2  0.4  L) / L + 1 = (6 - 2  0.4  2.48) / 2.48 + 1 = 3

n = 3 ряда

Определим расстояние между светильниками l в одном ряду:

длина светильника l_св = l_лампы + 10см = 121 + 10 = 131 см

Так как в ряду расположены 2 светильника, то можем составить уравнение:

А = 2 * l_св + l + 2 * 0,4 * l , где

l - расстояние между светильниками,

c - расстояние от стены (А) до светильника.

x - расстояние от стены (В) до светильника = 0,4 * l

А = 2 * l_св + 1,8 * l

700 = 262 + 1,8 * l

l = 243 см = 2,43 м

x = 0,4 * l = 0,4 * 2,43 = 0,97 м

c = 0,4 * L = 0,4 * 2,48 = 0,99 м

Оценка качественных показателей освещения

Характеристика зрительной работы требует высокой точности. Поэтому работа за компьютером относится к разряду 3.

Максимально допустимое значение коэффициента пульсации для 3-го разряда работы в системе общего освещения: К_п = 15.

Исходя из этого, применяем способ включения лампы, удовлетворяющий заданному коэффициенту пульсации: две лампы в схеме искусственного сдвига фаз. Таким образом, получаем в нашем случае К_п = 10,5.

В соответствии со СНиП 2.2.2.542-96 показатель дискомфорта не должен превышать 40%. Применяются светильники ЛВО 03-2*40-002, относящиеся к группе e1. Зная группу светильников для коэффициентов отражения r_с = 50% и r_р.n. = 10% определяется индекс помещения I_м, при котором обеспечивается нормируемый максимальный допустимый показатель дискомфорта. Сравниваем I_м = 2,5 (40%) и I_{помещения} = 1,47 при максимально допустимом М = 40%, т.к. I_м > I_п, то осветительная установка соответствует требованиям по дискомфорту.

7.2. Защита от лазерного излучения

Основным источником повышенной опасности проведения экспериментов является лазерное излучение, производимое неодимовым лазером с активным элементом из кристалла АИГ: Nd³⁺ размером 6 х 75 мм, помещенного в одноламповый квантрон.

Схема стенда. 1 – юстировочный He-Ne лазер, 2 – глухое зеркало, 3 - пассивный затвор LiF₂, 4 – активный элемент АИГ: Nd³⁺, 5 – выходное зеркало, 6 – удвоитель частоты (кристалл KDP), 7 – плоскопараллельная пластинка, 8 – измеритель энергии ИКТ-1Н, 9 – матовая пластина, 10 – фотодетектор FPS-10, 11 – лавинный фотодиод ЛФД-2, 12 – цифровой осциллограф GDS-71152A

Технические параметры излучателя:

- длина волны излучения λ = 1064 нм,

- энергия импульса Е = 0.1 – 0.25 Дж,

- длительность импульса τ_и= 500 мкс,

- частота повторения импульсов – однократные импульсы (f ~ 1Гц)

- апертура пучка d = 1,5мм

7.2.1 Классификация опасных и вредных факторов лазерного излучения

В зависимости от технических параметров конструкции лазера (лазерной установки) и условий его эксплуатации на обслуживающий персонал могут воздействовать следующие опасные и вредные факторы:

• лазерное излучение (прямое, отраженное и рассеянное);

• сопутствующие ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучения от источников накачки;

• рентгеновское излучение от газоразрядных трубок и других элементов, работающих при анодном напряжении более 1 кВ;

7.2.2 Влияние лазерного излучения на человека

Наиболее поражаемой частью организма человека при воздействии лазерного излучения является глаз.

Вид и степень тяжести поражений, возникающих в глазу особенно зависят от следующих факторов:

• длина волны;

• плотность энергии или мощности;

• диаметр зрачка;

• размер изображения на сетчатке;

• время облучения.

Могут быть повреждены как роговая оболочка глаза, хрусталик и стекловидное тело, так и сетчатка. Медики рассматривают повреждения роговой оболочки глаза хрусталика и стекловидного тела как менее опасные, потому что они как правило излечимы, тогда как повреждение сетчатки являются тяжелыми из-за их необратимости. Если поражения сетчатки (слепые пятна) находятся на периферии, больные их часто не замечают. Если луч попадает в центральную ямку сетчатки, то результатом является тяжелое нарушение остроты зрения. Полной потери зрения необходимо опасаться, если повреждается место вхождения зрительного нерва в глаз. Лазерное излучение с длиной волны 1.06 мкм наибольшую опасность представляет для сетчатой оболочки глаза . Повреждение кожи может быть вызвано лазерным излучением любой длины волны рассматриваемого спектрального диапазона (180 – 10⁵ нм).

7.2.3. Определение классов опасности лазерных изделий

По степени опасности генерируемого излучения лазерные установки подразделяются на 4 класса.

Класс 1 - лазеры, выходное излучение которых не представляет опасности для глаз и кожи.

Класс 2 - лазеры, которые представляют опасность при облучении глаз прямым или зеркально отраженным излучением

Класс 3 - лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз не только коллимированным, но и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и (или) при облучении кожи коллимированным излучением. Диффузно отраженное излучение не представляет опасности для кожи.

Класс 4 - лазеры, диффузно отраженное излучение которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Нормируемыми параметрами лазерного излучения являются энергетическая экспозиция H и облученность E, усредненные по ограничивающей апертуре. Для определения предельно допустимых уровней H_пду и E_пду при воздействии лазерного излучения на кожу усреднение производится по ограничивающей апертуре диаметром 1,1∙ 10 ^-3 м (площадь апертуры S_а = 10^-6 м²). Для определения предельно допустимых уровней H_пду и E_пду при воздействии на глаза лазерного излучения в диапазонах I и III усреднение производится также по апертуре диаметром 1,1 х 10^-3 м, а в диапазоне II - по апертуре диаметром 7 х 10^-3м. При оценке воздействия на глаза лазерного излучения в диапазоне II (380 < λ < 1400 нм) нормирование энергии и мощности лазерного излучения, прошедшего через ограничивающую апертуру диаметром 7 х 10^-3 м, является первостепенным. Наряду с энергетической экспозицией и облученностью нормируемыми параметрами являются также энергия W и мощность P излучения, прошедшего через указанные ограничивающие апертуры. Указанные выше энергетические параметры связаны соотношениями:

Таблица 17 - Соотношения для определения W_пду при однократном воздействии на глаза коллимированного лазерного излучения в спектральном диапазоне II (380 <   1400 нм). Длительность воздействия меньше 1 с. Ограничивающая апертура – 7 · 10^-3 м.

Таблица 18 - Соотношения для определения Н_пду, Е_пду и W_пду, Р_пду при однократном воздействии на кожу коллимированного или рассеянного лазерного излучения в спектральном диапазоне II (380 <   1400 нм).