Лабораторные работы по БЖД 2б

В последнем случае за счет сдвига фаз в трехфазной цепи на 1/3 периода «провалы» в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, в результате пульсации суммарного светового потока существенно меньше, чем пульсация одиночной лампы.

Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой. Например, если вращающийся белый диск с черным сектором освещать пульсирующим световым потоком (вспышками), то сектор будет казаться неподвижным при частоте fвсп = fвращ, медленно вращающимся в обратную сторону при

fвсп > fвращ, медленно вращающимся в ту же сторону при fвсп < fвращ, где fвсп и fвращ – соответственно, частоты вспышки и вращения диска.

Пульсации освещенности вращающихся объектов могут вызывать видимость их неподвижности и быть причиной травматизма (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Нормативные значения kE для газоразрядных ламп

Система	Коэффициент пульсации освещенности, %
		при разрядах зрительной работы
освещения
	I, II		III	IV–VIII
Общее освещение	10		15	20
Комбинированное
освещение:
а) общее	20		20	20
б) местное	10		15	20

Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего дей-

ствия, определяемый по формуле
P = (S 1) 103 ,	(3.8)
где S – коэффициент ослепленности; S = ( Впор )s	Bпор ; ∆Впор – по-

роговая разность яркости объекта и фона при обнаружении объекта на фоне равномерной яркости, кд/м2; (∆Впор)s – пороговая разность яркости объекта и фона при наличии в поле зрения блеского (яркого) источника света, кд/м2.

Нормирование производственного освещения. Нормы естест-

венного, искусственного и совмещенного освещения зданий и сооружений, а также нормы искусственного освещения селитебных зон, площадок предприятий и мест производства работ вне зданий установлены в СНиП 23-05–95 «Естественное и искусственное освещение».

61

При нормировании освещенности производственных помещений регламентируется ее минимальный допустимый уровень в зависимости от характеристик и вида выполняемой зрительной работы, применяемой системы освещения и типа используемых источников света (табл. 3.2).

В соответствии со СНиП 23-05–95, все зрительные работы, выполняемые без использования оптических приборов, характеризуются:

–разрядом зрительной работы, определяемым в зависимости от размера объекта различения или от точности выполняемой зрительной работы;

–подразрядом зрительной работы, определяемым сочетанием контраста объекта различения с фоном и светлотой фона; для большинства разрядов зрительной работы существуют по четыре подразряда: «а», «б», «в», «г». Например, подразряд «а» означает, что контраст объекта различения с фоном – малый, характеристика фона – темный (табл. 3.2).

Для различных видов освещения нормируемые показатели различны.

При искусственном освещении в соответствии со СНиП 23-05–95 для каждого разряда и подразряда зрительной работы нормируются:

–освещенность Е, лк;

–показатель ослепленности Р;

–коэффициент пульсации Кп, %.

При естественном и совмещенном освещении в соответствии со СНиП 23-05–95 каждого разряда зрительной работы в зависимости от характеристики освещения (верхнее, боковое или комбинированное) нормируется коэффициент естественной освещенности КЕО, причем для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного – среднее значение.

Расчет искусственного освещения. Расчет искусственного освещения предусматривает выбор типа источника света, системы освещения и светильника, проведение светотехнических расчетов, распределение светильников и определение потребляемой системой освещения мощности. Величина, характеризующая эффективность использования источников света, называется коэффициентом использования светового потока, или коэффициентом использования осветительной установки, и определяется как отношение фактического светового потока к суммарному световому потоку используемых источников света, вычисленному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:

η =	Fфакт	.	(3.9)
	Fламп

62

ис- Наимень-ший
и-	или

йэквивалентный размер объек-

та различения,

мм

ая Менее 0,15 63

Таблица 3.2

Нормирование значения КЕО при естественном и совмещенном освещении и освещенность на рабочих поверхностях при искусственном освещении для производственных помещений

Разряд

Подразряд

Контраст

Характеристика

Искусственное

Естественное

Совмещенно

зрительной

зрительной

объекта

фона

освещение

освещение

освещение

работы

работы

с фоном

Освещенность, лк

КЕО, ен, %

при системе ком-

при сис-

при верхнем или

при боко-

при верхнем или

п

бинированного

теме об-

комбинированном

вом

комбинированном

освещения

щего ос-

освещении

освещении

освещении

ос

всего

в

том

вещения

числе

от

об-щего

а

Малый

Темный

5000

500

–

4500

500

–

б

Малый

Средний

4000

400

1250

Средний

Темный

3500

400

1000

I

в

Малый

Светлый

2500

300

750

–

–

6,0

Средний

Средний

Большой

Темный

2000

200

600

г

Средний

Светлый

1500

200

400

Большой

Средний

1250

200

300

Продолжение табл. 3.2

ис-

Наимень-ший

Разряд

Подразряд

Контраст

Характеристика

Искусственное

Естественное

Совмещенно

63

и-

или

зрительной

зрительной

объекта

фона

освещение

освещение

освещение

й

эквивалентный

работы

работы

с фоном

Освещенность, лк

КЕО, ен, %

размер объек-

при системе ком-

при сис-

при верхнем или

при боко-

при верхнем или

п

та различения,

бинированного

теме об-

комбинированном

вом

комбинированном

мм

освещения

щего ос-

освещении

освещении

освещении

ос

всего

в

том

вещения

числе

от

об-щего

вы-

От 0,15 до 0,30

а

Малый

Темный

4000

400

–

оч-

3500

400

–

б

Малый

Средний

3000

300

750

Средний

Темный

2500

300

600

II

в

Малый

Светлый

2000

200

500

–

–

4,2

Средний

Средний

Большой

Темный

1500

200

400

г

Средний

Светлый

1000

200

300

Большой

Светлый

Средний

750

200

200

От 0,30 до 0,50

а

Малый

Темный

2000

200

500

1500

200

400

б

Малый

Средний

1000

200

300

III

Средний

Темный

750

200

200

–

–

3,0

в

Малый

Светлый

750

200

300

Средний

Средний

Большой

Темный

600

200

200

Окончание табл. 3.2

ис-

Наимень-ший

Разряд

Подразряд

Контраст

Характеристика

Искусственное

Естественное

Совмещенно

и-

или

зрительной

зрительной

объекта

фона

освещение

освещение

освещение

й

эквивалентный

работы

работы

с фоном

Освещенность, лк

КЕО, ен, %

64

размер объек-

при системе ком-

при сис-

при верхнем или

при боко-

при верхнем или

п

та различения,

бинированного

теме об-

комбинированном

вом

комбинированном

мм

освещения

щего ос-

освещении

освещении

освещении

ос

всего

в

том

вещения

числе

от

об-щего

Средний

Светлый

400

200

200

Большой

Средний

Св. 0,5

а

Малый

Темный

750

200

300

до 1,0

б

Малый

Средний

500

200

200

Средний

Темный

IV

в

Малый

Светлый

4

1,5

2,4

Средний

Средний

400

200

200

Большой

Темный

г

Средний

Светлый

Большой

Средний

–

–

200

оч-

Св. 1 до 5

а

Малый

Темный

400

200

300

б

Малый

Средний

–

–

200

V

Средний

Темный

3

1

1,8

в

Малый

Светлый

Средний

Средний

–

–

200

Большой

Темный

65

Значение фактического светового потока находят по результатам измерений в помещении средней освещенности Еср по формуле

Fфакт Eср S,

(3.10)

где Еср – среднее значение освещенности, лк; S – площадь помещения, м2.

При проектировании искусственного освещения для оценки светового потока по данному методу используется следующая формула:

Fр = Ен Szkз nNηи ,

(3.11)

где Ен – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05–95, лк (табл. 3.2); S – площадь освещаемого помещения (м2); z – коэффициент неравномерности освещения) является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L/h), с увеличением которого z резко возрастает (при оптимальном расположении светильников – 1,1–1,2; для отраженного освещения можно считать z = 1,0); kз – коэффициент запаса (1,2–1,8); N – число светильников в помещении; n – число ламп в светильнике (для люминесцентных ламп); ηи – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23-05–95 (табл. 3.3) в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения:

i AB H A + B ,		(3.12)

где А и В – длина и ширина помещения в плане (м); Н – высота расположения светильника над освещаемой поверхностью (м).

Во всех случаях i округляется до ближайших табличных значений; при i > 5 принимается i = 5. С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования светового потока, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредственно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования также повышается с увеличением коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности.

66

												Таблица 3.3
Коэффициент использования люминесцентных светильников, %
	Диффузный прямой						Подвесной открытый					Плафон
	светильник											с решетча-
							светильник с решетча-
	с решетчатым											тым затемни-
Индекс							тым затемнителем 30°
	затемнителем											телем 30°
помещения
					Коэффициент отражения, %
	Потолок	30	50		70			50	50	70		70
	Пол	10	30		50			30	50	50		70
0,5		15	17		20			13	15	17		23
0,7		23	25		26			19	21	24		30
0,9		27	29		31			22	24	28		33
1,1		30	31		33			24	27	31		36
1,25		31	33		35			26	28	33		38
1,5		33	34		37			28	30	35		40
1,75		34	36		38			29	32	37		41
2,0		36	37		39			31	33	39		43
2,25		37	39		41			32	35	40		44
2,5		38	39		42			33	36	42		46
3,0		39	41		43			35	37	44		47
4,0		41	42		44			38	39	47		50
5,0		42	43		45			39	41	49		52

После определения коэффициента использования светового потока по формуле (3.11), рассчитывается необходимый световой поток лампы, обеспечивающий в помещении нормируемое значение освещенности Ен, и по светотехническому справочнику выбирают тип и мощность стандартной лампы со световым потоком Fгост, близким по величине расчетному. В практике допускается отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного в пределах от 10 до 20 %.

Относительное отклонение δ (%) светового потока определяют по выражению

δ = 100 Fгост Fр Fр .

(3.13)

При невозможности выбора лампы, удовлетворяющей допустимому отклонению, корректируют число светильников или высоту их подвеса и повторно рассчитывают световой поток и выбирают источника света, отклонения светового потока которого не превысят указанные пределы.

Описание лабораторного стенда

67

Лабораторный стенд (рис. 3.2) состоит из макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения, и пульсметра-люксметра для измерения значений освещенности и коэффициента ее пульсаций. Макет и пульсметрлюксметр устанавливают на лабораторный стол.

Каркас макета выполнен из алюминиевого профиля. На заднюю и боковые стенки внутри макета помещения могут устанавливаться накладки темного цвета, которые фиксируются с помощью магнитных защелок.

Передняя стенка изготовлена из тонированного прозрачного стекла и жестко вмонтирована в каркас.

В передней нижней части каркаса предусмотрен проем для установки накладок и измерительной головки пульсметра-люксметра внутрь каркаса. На уровне пола размещен вентилятор для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы.

На потолке размещены семь патронов, в которых установлены две лампы накаливания, три люминесцентные лампы типа КЛ9, галогенная лампа и люминесцентная лампа типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем. Вертикальная проекция ламп отмечена на полу цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.

Включают электропитание стенда автоматом защиты, находящемся на задней панели каркаса, а регистрирует его сигнальная лампа, расположенная на передней панели каркаса.

Вентилятор и регулировка частоты его вращения начинают работать от соответствующего переключателя и ручки, расположенных на передней панели каркаса.

На передней панели каркаса (рис. 3.3) расположены органы управления и контроля, в том числе:

–лампа индикации включения напряжения сети;

–переключатель для включения вентилятора;

–ручка регулирования частоты вращения вентилятора;

–переключатели (1–) для включения ламп.

Электропитание ламп накаливания и люминесцентных ламп осуществляется от разных фаз. Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей,

68

расположенных на передней панели каркаса. С помощью сдвига фаз достигается уменьшение коэффициента пульсации освещенности.

Рис. 3.2. Внешний вид лабораторного стенда:

1 – алюминиевый каркас; 2 – пол; 3 – потолок; 4 – боковая стенка; 5 – вентилятор; 6 – лампы накаливания; 7 – люминесцентные лампы типа КЛ9; 8 – галогенная лампа; 9 – люминесцентная лампа

типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем

Рис. 3.3 Передняя панель каркаса стенда

На задней панели каркаса расположен автомат защиты сети и сдвоенная розетка с напряжением 220 В для подключения измерительных приборов.

Принцип работы стенда состоит в создании внутри модели производственного помещения различных уровней освещенности в зависимости от отражательной способности стен и типов применяемых ламп, а также в получении стробоскопического эффекта и его изучении.

69

Пульсметр-люксметр ТКА-ПКМ(08) является портативным. Он состоит из электронно-оптического блока и блока обработки сигналов, связанных между собой гибким многожильным кабелем. На лицевой стороне блока обработки сигналов расположены следующие органы управления и индикации (рис. 3.4):

–цифровой индикатор (2 строки по 16 разрядов);

–кнопки питания «ВКЛ» и «ВЫКЛ»;

–кнопка управления «HOLD»;

–кнопка «Подсветка»;

–разъем типа DB-9M.

Рис. 3.4. Пульсметр-люксметр ТКА-ПКМ(08)

Пульсметр-люксметр ТКА-ПКМ(08) работает по принципу преобразования сигнала непрерывным образом, основанному на дискретизации аналогового сигнала, и дальнейшем преобразовании последовательности дискретных отсчетов. Работа идет в дискретном времени с дискретизацией отсчетов, выбираемой встроенным 8-канальным 12-разрядным АЦП. Отсчеты сигналов представляются в виде двоичных слов. Эти слова затем преобразуются в цифровом процессоре по заданному алгоритму. Для визуализации процесса преобразования сигнала используется знакосинтезирующий жидкокристаллический индикатор.

Прибор преобразует фотоприемным устройством излучения в электрический сигнал с последующей обработкой его микроконтроллером и цифровой индикацией числовых значений коэффициента пульсаций (%) и освещенности (лк).

Фотоприемный элемент с корригирующими фильтрами, формирующими спектральные характеристики, располагаются на измерительной головке в верхней части электронно-оптического блока.

70