Лекция №8

Тема 8: Производственное освещение.

Зрительные ощущения света создает электромагнитное излучение с λ = 380–780нм (1нм = 10^-9м). естественный свет необходим для организма (наиболее оптимальный для глаз спектр, наличие необходимых для жизни ультрафиолетовых лучей.

10-380нм – ультрафиолетовые лучи;

380-780нм – видимое излучение;

780-340000нм – инфракрасное излучение.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями:

Количественные: световой поток, освещенность, сила света, яркость.

Световой поток: это мощность светового потока, которая оценивается по световому ощущению глаз (в люменах лм).

Лампа накаливания 25Вт при 220В дает Ф = 200лм.

Сила света: величина пространственной плотности светового потока – есть отношение светового потока dФ, распространяющегося внутри телесного угла dΩ, к величине этого угла . Измеряется в канделах (кд).

I[кд] кандела, 1кд = 1лм · ср^-1

Освещенность: отношение светового потока dФ, падающего на элемент поверхности dS, к площади этого элемента E=dФ/dS. Измеряется в люксах (лк).

, [лк = лм/м²]

Яркость: световая величина, непосредственно воспринимаемая глазом. Она определяется силой света, излучаемого с единицы площади поверхности в заданном направлении под углом α.

Яркость – одна из всех световых величин, непосредственно воспринимаемая глазом наблюдателя.

[кд/м²], , – коэффициент отражения.

К основным качественным показателям освещения относятся:

- коэффициент пульсации

, по нормам К_пульс = 10-20%.

Колебания светового потока недопустимы, т.к. они вызывают частую адаптацию глаз и приводят к их утомлению.

У газоразрядных ламп из-за низкой инерции вслед за изменениями переменного тока происходят колебания светового потока. При включении ламп по схеме «три лампы на разные фазы», коэффициент пульсации уменьшается на 3-5%;

- равномерное распределение яркости в поле зрения, для комбинированного освещения рекомендуется (в пределах рабочей поверхности -отношение освещенностей), оптимальным является отношение яркостей: :

- отсутствие резких теней (особенно движущихся), тени исчезают при наличии отраженного освещения, рекомендуется направление светового потока на рабочую поверхность под углом 60°;

- отсутствие прямой блескости: блескостью называется свойство ярких светящихся поверхностей (нить накала, трубка) нарушать зрительные функции глаза – ослеплять их. Для защиты глаз лампы помещают в арматуру с защитным углом α≥10÷30°. Нормируется показатель ослепленности р≤20-80 единиц (расчет в СНиП II-4-79)

- отсутствие отраженной блескости: нормируется максимально допустимая яркость рабочей поверхности L_доп≤500÷2500кд/м² при площади отражения S = 0,2÷0,01м².

Основное требование к освещению – освещенность рабочей поверхности должна быть не менее допустимой при высоком качестве освещения.

Установлен нормы (СНиП II-4-79) в зависимости от размеров объекта различения, контраста объекта с фоном и коэффициента отражения рабочей поверхности.

Все зрительные работы разделены на 8 разрядов в зависимости от их точности (т.е. наименьшего размера объекта различения глазом).

Каждый разряд делится на 4 подразряда в зависимости от сочетания «контраст-фон».

Фон – поверхность, на которой рассматривается объект. Он характеризуется коэффициентом отражения ρ = Ф_отр/Ф_лад. Черная ткань ρ = 0,02, белая бумага ρ = 0,8. для глаза всегда лучше, если фон светлый.

Принято ρ>0,4 – фон светлый

ρ = 0,2÷0,4 – средний

ρ < 0,2 – темный

Контрастом называется отношение:

, L_ф, L_об – яркость фона и объекта.

Когда нет контраста, различение предметов невозможно.

Принято К>0,5 – контраст большой

К = 0,2÷0,5 – средний

К<0,2 – малый

Источники искусственного освещения: лампы накаливания и газоразрядные. (у газоразрядных выше световая отдача Ф/р в 3-4 раза и больше срок службы ~ в 10 раз).

Используют 2 системы иск. освещения: общую и комбинированную

(общую + местную). Одно местное не разрешается.

Коэффициент ослепленности: , ,

H – высота,

L_ф – средняя яркость фона,

V₁,V₂ – видимость объекта при экранировании блеских источников и без,

I – сила света по направлению к глазу.

Показатель ослепленности: , р = 20÷60

Показатель дикомф.: учит. неравном. распред. яркостей М = 15-90.

Расчет общего освещения

Производят методом коэффициента использования светового потока (η).

Коэффициент η показывает какая часть светового потока всех ламп nФ_л попадает на рабочую поверхность.

;

Этот метод позволяет найти световой поток источников света, необходимый для создания требуемой освещенности рабочей поверхности.

Общий световой поток: ,

где E_{доп. общ} – минимальная освещенность по нормам, лк;

S – освещаемая площадь, м²

Z₁ – коэффициент запаса на износ ламп и запыления (Z₁ = 1,5÷2);

Z₂ – коэффициент, характеризующий неравномерность освещения

(E_ср/E_мин = 1,2÷1,3).

Коэффициент использования светового потока определяется из таблиц в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения пола, стен и потолка, а также от индекса помещения

,

где h – расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

A,B – размеры помещения, м.

Число потребного количества ламп

_.

Расчет комбинированного освещения.

По нормам: E_общ/E_мест ≥1/9, но в пределах 150≤ E_общ≤450лк.

Из таблиц выбирается E_{комб.доп} = E_общ+ E_мест.

Затем находится E_общ и производится расчет общего освещения (по η).

Затем определяется освещенность E_{мест.доп.} и производится расчет местного освещения.

Расчет местного освещения.

Производится точечным методом.

,

где 1000 – световой поток условной лампы;

E_усл – освещенность от условной лампы (находится из кривых изолюкс);

Μ – коэффициент влияния других источников света (соседних).

h, d – координаты расчетной на рабочей поверхности выбирается E_усл

Естественное освещение.

Существует 3 системы: боковое, верхнее, комбинированное.

Средняя полуденная освещенность рассеянным светом открытого небосвода (для Москвы): 4000лк – декабрь; 3800лк – июнь, т.е. непостоянна.

Поэтому нормируется доля в % наружной освещенности под полностью открытым небосводом, которая улавливается внутри помещения:

- коэффициент естественной освещенности (КЕО).

Значение КЕО (по СНиП II-4-79) установлены в зависимости от системы освещения и разряда зрительной работы (от 0,1 до 10%)

КЕО нормируется в наиболее уделанной от окна точке.

e_мин≥e_доп

Эритемное освещение – используется для профилактики светового голодания (искусственное ультрафиолетовое облучение). Эритема – легкое покраснение кожи. Макс. эффект при λ = 297нм. Эритемное облучение длительного действия – совместно с рабочим, кратковременно – в фотариях.

Аварийное освещение – 2вида:

1. для продолжения работы;

2. для эвакуации.

Особенности: автономное питание, спец. Знаки на лампах.

Нормы:

1) ≥0,05 E_общ, но не менее 2лк;

2) 0,5лк.

Тема 9: защита от шума, вибрации, ультра- и инфразвуков.

Воздействие на человека.

Вибрация – это механическое сотрясение тела с частотой 1-100Гц. Она отрицательно влияет на нервную систему, опорно-двигательный аппарат, желудок, зрение, слух. Стойкие нарушения вызывают виброболезнь.

Тело человека поглощает энергии колебаний пропорционально квадрату виброскорости. Поэтому в качестве параметра воздействия приняты среднеквадратичные (усредненные по времени) значения виброскорости V в абсолютных (м/с, мм/с) или относительных единицах (по отношению к пороговому минимальному значению V₀ = 5*10^-5мм/c)

, дБ

Шум, инфра- и ультразвуки – это звуковые волны в воздухе.

Инфразвуки не слышны, имеют частоту до 20Гц; вызывают усталость, головную боль, недомогание. Особенно опасны в резонансе с частотой биотоков мозга (7Гц).

Шум – это слышимые звуки с частотой 20-20000Гц. Их воздействие на ч. неодинаково. Природные звуки полезны и необходимы. Полное отсутствие звуков – непереносимо. Шум слабой интенсивности может вызвать душевное расстройство, невроз. Шум интенсивностью 90-110дБ вызывает гипертонию, язвенную болезнь, тугоухость; 130-150дБ – травму органов слуха.

Ультразвук человек не слышит. При частоте 20-30КГц ультразвук распространяется в воздухе, а при 30КГц и выше – в колеблющейся среде. Ультразвук интенсивностью 120-130дБ вызывает ультразвуковую поталогию6 головную боль, чрезмерную утомляемость, сонливость, понижение артериального давления, нарушение вестибулярной функции.

Параметр воздействия шума, инфра- и ультразвука на ч. – среднеквадратичные значения звукового давления в абсолютных (Па) или относительных единицах