Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов очного и заочного обучения всех направлений и специальностей (стр. 2 из 5)
Основными достоинствами, люминесцентных ламп является их долговечность (свыше 10000 часов), экономичность, малая себестоимость изготовления, благоприятный спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи, низкая температура поверхности. Светоотдача этих ламп превышает 30 лм/Вт, что в несколько раз превосходит светоотдачу ламп накаливания.
1.4. Нормирование искусственного освещения
Известны два подхода к нормированию освещенности рабочих поверхностей.
"Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03" определяет наименьшую освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях в зависимости от вида производимой деятельности, а СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" - в зависимости от характеристики зрительной работы, определяемой минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона. В этом документе используются следующие основные понятия:
Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы.
Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым при коэффициенте отражения ρ светового потока поверхностью более 0,4; средне светлым при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражение менее 0,2.
Контраст объекта различения с фоном (К) определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта В0 и фона Вф к наибольшей из этих двух яркостей.
(3)Контраст считается большим при значениях К более 0,5, средним – при значениях К от 0,2 до 0,5; малым – при значениях К менее 0,2.
В соответствии со СНиП 23-05-95 все виды работ в зависимости от размера объекта различения делятся на восемь разрядов (I - VIII), которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда (а, б, в, г). Допустимые значения наименьшей освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях в соответствии со СНиП 23-05-95 приведены в Приложении 1. (В зарубежных нормах размер объекта, различения часто указывают в угловых минутах).
Еще одним важным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности Кп:
, (4)где:
Еmax – максимальное значение пульсирующей освещенности на
рабочей поверхности;
Еmin – минимальное значение пульсирующей освещенности;
Еср – среднее значение освещенности.
Пульсации освещенности возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Особо большие значения они имеют при использовании малоинерционных источников света, которыми являются люминесцентные лампы. Пульсации освещенности на рабочей поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта. 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.
Значение Кп меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Малое значение Кп для ламп накаливания объясняется большой тепловой инерцией нити накала, препятствующей заметному уменьшению светового потока Fлн ламп в момент перехода мгновенного значения переменного напряжения сети через 0 (Рис.1). В то же время, газоразрядные лампы обладают малой инерцией и меняют свой световой поток Fлл почти пропорционально амплитуде сетевого напряжения (Рис.1).Рис. 1. Зависимости напряжения электропитания, светового потока лампы накаливания (ЛН) и люминесцентной лампы (ЛЛ) от времени t
Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности Кп люминесцентные лампы включают в разные фазы трехфазной электрической сети. Это хорошо поясняет нижняя кривая на рис. 2, где показан характер изменения во времени светового потока (и связанной с ним освещенности) создаваемого тремя люминесцентными лампами, включенными в фазу А (Fлл) и в три различные фазы сети (3Fлл). В последнем случае за счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.
 |
Рис. 2. Зависимости напряжения электропитания и световых потоков люминесцентных ламп, включенных в одну (Fлл) и в три (3Fлл) фазы сети электропитания от времени t
В соответствии со СНиП 23-05-95 коэффициент пульсации освещенности Кп,, нормируется в зависимости от разряда зрительных работ. Значения этого коэффициента приведены в Приложении 2.
На освещенность рабочих поверхностей в производственном помещении влияют отражение и поглощение света стенами, потолком и другими поверхностями, расстояние от светильника до рабочей поверхности, состояние излучающей поверхности светильника, наличие рассеивателя света и т.д. Вследствие этого полезно используется лишь часть светового потока излучаемого источником света.
1.5. Коэффициент использования осветительной установки
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 (η) и определяется как отношение фактического светового потока (Fфакт) к суммарному световому потоку (Fламп) используемых источников света, определенному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:
, (5)Значение фактического светового потока Fфакт можно определить по результатам измерений в помещении средней освещенности Еср по формуле:
, (6)где S – площадь помещения, м2,
При проектировании освещения для оценки светового потока Fфакт, используется формула:
, (7)где: Е – нормируемая освещенность, лм (Приложение №1),
К3 – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников, (обычно К3 = 1,3 для ламп накаливания и 1,5 для люминесцентных ламп),
Z – коэффициент неравномерности освещения (обычно Z = 1,1 – 1,2).
2 Содержание работы
В ходе работы необходимо измерить освещенность, создаваемую различными источниками света и сравнить с нормируемыми значениями. По измеренным значениям освещенности определить коэффициент использования осветительной установки. Измерить и сравнить коэффициенты пульсаций освещенности создаваемых различными источниками света, оценить зависимость коэффициента пульсаций освещенности от способа подключения ламп к фазам трехфазной сети.
2.1 Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из макета производственного помещения оборудованного различными источниками искусственного освещения, и люксметра-пульсаметра для измерения значений освещенности и коэффициента её пульсаций. Макет и люксметр-пульсаметр устанавливаются на стол лабораторный.
Внешний вид макета представлен на рис.3. Макет имеет каркас 1 из алюминиевого профиля, пол 2, потолок 3, боковые стенки 4, заднюю и переднюю стенки 5. Задняя и боковые стенки являются съемными и могут устанавливаться любой из двух сторон внутрь макета помещения, фиксируясь в проемах каркаса с помощью магнитных защелок. Одна сторона стенок окрашена в светлые тона, другая в темные тона, при этом нижняя окрашенная половина стенки темнее верхней. Передняя стенка 5 жестко вмонтирована в каркас и выполнена из тонированного прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса 1 предусмотрено окно для установки измерительной головки 6 люксметра-пульсаметра 7 внутрь каркаса. На уровне пола 2 размещен вентилятор 8 для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы. На потолке 3 размещены 7 патронов, в которых установлены две лампы накаливания 9, три люминесцентные лампы 10 типа КЛ9, галогенная лампа 11 и люминесцентная лампа 12 типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем. Вертикальная проекция ламп отмечена на полу 2 цифрами, соответствующими номерам ламп на лицевой панели макета.