Лабораторная работа 2. Исследование естественного освещения в рабочих помещениях

Скачать 212 Kb. Название Исследование естественного освещения в рабочих помещениях Анкор Лабораторная работа 2.doc Дата 09.05.2017 Размер 212 Kb. Формат файла Имя файла Лабораторная работа 2.doc Тип Исследование #9129

Исследование естественного освещения в рабочих помещениях Цель работы: ознакомиться с методами исследования естественного освещения в рабочих помещениях; провести измерение и расчет естественного освещения лабораторного помещения. Теоретическая часть Освещенность рабочих мест, соответствующая установленным нормам, создает благоприятные условия труда, способствуя улучшению качества продукции, повышению производительности труда и сохранению у человека нормальное зрение. Видимое излучение называется световым излучением, а мощность излучения называется световым потоком (F). Единицей светового потока принят люмен (лм). Человеческий глаз воспринимает световое излучение с длиной волны от 0,33 до 0,76 мкм. Световой поток, падая на поверхность, освещает ее. Плотность светового потока по освещаемой поверхности называется освещенностью (Е). Освещенность измеряется в люксах (лк). , лк где: F – световой поток, лм; S – площадь, м2. Естественное освещение создается лучами солнца. Проходя через атмосферу земли, солнечные лучи многократно преломляются в ней, рассеиваются по небосводу. Таким образом, небосвод сам становится источником света. Каждая точка земной поверхности освещается как прямыми лучами солнца, так и рассеянным светом небосвода. Естественная освещенность днем колеблется в больших пределах, на средних широтах может составлять от 600 - 120000 лк. Ночью в полнолуние освещенность составляет 0,2 лк, а от ночного неба, когда нет луны - 0,003 лк. Методика расчета естественного освещения Для расчета естественного освещения принято два метода: 1. Графический метод с помощью графиков Данилюка. Расчет сводится к определению коэффициента естественного освещения (КЕО) – е. При этом в расчете принимается только освещенность, создаваемая рассеянным светом небосвода (без учета освещенности, создаваемой прямыми лучами солнца). В помещениях, как правило, поступает свет не от всего небосвода, а от какого-либо участка через световой проем. Если перед световым проемом имеются посторонние объекты, то они загораживают часть небосвода, уменьшая освещенность, но часть лучей отражаясь от их поверхностей попадает внутрь помещения и создает дополнительную освещенность. Попав в помещение, свет многократно отражается от стен, потолка, попадает на освещенную поверхность исследуемой точки К. Таким образом, освещенность в исследуемой точке складывается из суммы освещенностей, с учетом вcex перечисленных факторов. Графический метод может быть применен как для проектирования помещения, так и для проверки освещенности существующих помещений. Существо этого метода сводится к следующему. Небесная полусфера условно разбивается на 1000 участков. Участки имеют равные по площади проекции на горизонтальную плоскость (рис. 1 а). Для получения участков небосвода полусфера разбивается полуокружностями (рис. 1а) на 100 частей и полуокружностями на 100 поясов (рис. 1б). Графики представляет собой радиус-векторы, проведенные из центра полусферы в точке пересечения полуокружностей с вертикальной плоскостью. Таким образом, каждый график имеет 100 лучей, каждый луч ограничен двумя южными радиус-векторами. Если через световой проем виден один участок (площадка) небосвода, КЕО равен 0,0001 или 0,01% всей полусферы. Если два участка 0,02% и т.д. По графику Данилюка можно подсчитать количество лучей, проходящих через световой прем в вертикальной плоскости П1 (см. рис. 2а) в горизонтальной плоскости П2 (рис. 2б). Произведение этих величин, умножение на 0,01 даст величину расчетного КЕО в % без учета светопотерь. , % Очевидно, на открытой площадке, освещаемой всем небосводом (рис. 1) П1=100 и П2=100 и тогда КЕО ер =0,01·100·100=100%. Полученное значение умножается на коэффициент 0, учитывающий потери света при прохождении через стекло и коэффициент q, учитывающий неравномерность яркости небосвода по меридиану (табл.4) , % где: ер – расчетное значение КЕО без светопотерь, τ0 – коэффициент светопропускания (для лаборатории 0,85), q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость неба (табл. 4) Чтобы учесть влияние отраженного света от внутренних поверхностей помещения производится расчет: , % где:  - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света от внутренних поверхностей (φ=1,2 до 2,4). Для лаборатории φ =1,5. Если противостоящие здания закрывают большую часть световых потоков, (проемов) то вводится дополнительный коэффициент е3. Величина его может быть подсчитана по формуле: Для лаборатории е3 = 0. где: ер – расчетное значение КЕО в данной точке К помещения от участка небосвода, закрываемого противостоящими зданиями, без учета светопотерь. Тогда окончательно значение КЕО будет: Порядок выполнения эксперементальной части Определение к.е.о. графическим методом заданной точки "К" с помощью графиков Данилюка, производится следующим образом: На вертикальный разрез помещения (рис.2а) вычерченном в масштабе накладывается график 1, так чтобы нижняя горизонтальная линия совпадала с рабочей поверхностью, а полюс графика совпадал с точкой “К”, для которой определяется КЕО. Подсчитывается количество лучей П1, проходящих через световой проем. На план помещения накладывается график 2 так, чтобы полюс его совпадал с положением точки “К” а нижняя линия графика 0-0 шла бы параллельно скости световых проемов. Затем подсчитывается общее количество лучей П2, проходящих через оба световых проема (рис.2б). Найденные значения П1и П2 подставляют в формулу (3), а затем по формулам (4-7) подсчитывается КЕО, который сравнивается с нормативным. Нормативные КЕО даны в санитарных нормах СН-245-71 или в справочниках по охране труда. Выписка в таблицах 2 и 3 данной работы. 2. Определение коэффициентов естественного освещения с помощью прибopa производится следующим образом. С помощь прибора люксметра определяется освещенность снаружи помещения (Ен) и внутри помещения (Ев) в интересующей нас точке КЕО будет равен: Прибором для определения освещенности является фотоэлектрический люксметр «ТКА-Люкс». Люксметр «ТКА-Люкс» состоит из двух функциональных блоков: а) фотометрическая головка; б) блок обработки сигнала. Основные технические характеристики: диапазон измерений освещенности – 1,0-200000 лк; предел допустимого значения основной относительной погрешности измерения освещенности – 6,0 лк; дополнительная погрешность измерения освещенности за счет изменения температуры окружающего воздуха в диапазоне рабочих температур, % на каждые 100С, не более – 3%. Порядок работы с прибором: отсчетным устройством прибора является жидкокристаллический индикатор, на табло которого при измерениях инициируется значение – от 0 до 1999; включите прибор; определите темновую ошибку, закрыв входное окно фотометрической головки (темновую ошибку затем следует вычитать из измеренных значений освещености); расположите фотометрическую головку прибора параллельно плоскости измеряемого объекта (проследите за тем, чтобы на окно фотоприемника не падала тень оператора, производящего измерения, а также тень от временно находящихся посторонних предметов). Данный метод применяется для проверки освещенности помещения с целью определения его пригодности для того или иного вида работ. Подсчитанный КЕО по формуле (2) сравнивается с нормативным (таблицы 2 и 3). Порядок выполнения эксперементальной части. С помощью прибора люксметра производятся замеры в такой последовательности: в 6м от окна, 5-й, 4-х, 3-х, 2-х, 1-м (метре) от окна, у окна, в точке (замеры производить на уровне плоскости стола) и снаружи помещения. При измерение фотоэлемент держат за ручку горизонтально, располагая на высоте стола (0,8м от пола). Прямые солнечные лучи не должны попадать на фотоэлемент. Если на данном пределе прибор “зашкаливает”, переключатель ставят на следующий диапазон измерений (100. Все данные измерений заносятся в таблицу 1. При естественной освещении коэффициенты К2=0,8 и K1=100 (он вводится в том случаи если измерения проводились с фильтром-поглотителем). Освещенность подсчитывается как произведение трех величин, по формуле (2) находится к.е.о. (е) и сравнивается с таблицей 3. Неравномерность освещения определяется по формуле: При этом: , Следовательно неравномерность: где Emin – освещенность в наиболее удаленной от окна точке помещения (лк). По показанию люксметра. Е1 - освещенность в 1 м от окна, (лк). Отчет о работе должен содержать а) определения светотехнических величин (световой поток, освещенность) и единица измерения. б) описание прибора для исследования освещенности и принцип его действия. в) заполненную таблицу: Точка замера Показания люксметра (лк) Поправочные коэффициенты Освещенность, Е(лк) КЕО, % К, К, Снаружи помещения 0,8 У окна 0,8 1м от окна- 0,8 2м от окна . 0,8 3м от окна 0,8 4м от окна 0,8 5м от окна 0,8 6м or окна 0,8 В заданной точке К 0,8 г) определение неравномерности освещения по формуле (9); д) определение коэффициента естественного освещения для всех семи точек построить график изменение КЕО по перечному разделу помещения; e) определение расчетного коэффициента естественного освещения с помощью графика Данилюка для заданной точки “К”; ж) расчет коэффициента естественного освещения для точки “К”; з) сравнение значения КЕО для точки “К”, полученное путем расчета и путем измерения с помощью люксметра. Дать заключение; и) сравнение полученных значений КЕО с нормативными (таблица 3). Дать заключение о пригодности помещения. Контрольные вопросы 1. Объяснить сущность основных светотехнических величин и единиц. 2. Как создается естественное освещение внутри помещения? 3. Устройство люксметра и порядок работы с ним. 4. Определение к.е.о. внутри помещения с помощью люксметра. 5. Определение к.е.о. внутри помещения с помощью графика Данилюка. 6. Сущность и порядок определения неравномерности освещения внутри помещения. 7. Принцип построения графика Данилюка. 8. В чем заключается физический смысл к.е.о. 9. Почему нельзя нормировать естественное освещение в люксах. Список рекомендуемой литературы 1. Охрана труда в машиностроении. /Под. ред. проф. Е.Я. Юдина/ М.: Машиностроение 1983г. (350 экз.) 2. Охрана труда. Под. pед. проф. Б.А. Князевского/ М.: Высшая школа 1982 (70 экз) М.К. 3. П.П. Кукин, В.Л. Лапин и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда, М.: Высшая школа 1999 г. (50экз). 4. Безопасность жизнедеятельности /Под. ред. С.В.Белова/ М.: Высшая школа 1999 г. : (15 экз). Приложение (обязательное) Таблица 2 – Нормативное значение КЕО Разряд работы Характер работ, выполненных в помещениях Нормы КЕО(в % ) Виды работ по степени точности Размеры объекта различения в мм При верхнем и комбинированном освещении При боков освещении 1 Особо точные работы 0,1 и менее 10 3,5 2 Работа высокой точности Более 0,1 до 0,3 7 2 3 Точные работы Более 0,3 до 1 5 1,5 4 Работы малой точности Более 1 до 10 3 1 5 Грубые работы Более 10 2 0,5 6 Работы требующие общего наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей 1 0,25 Таблица 3 № п/п Наименование помещений Нормы КЕО, % Поверхности к которым относятся нормы к.е.о При верхнем и комбинированном освещение При боковом освещение 1 Административно-конструкторские помещения 1 0,8 от пола в горизонтальной плоскости 2 Чертежные и рисовальные залы и кабинеты, конструкторские бюро 7 2 0,8 от пола на поверхности чертежных досок (мольберт) 3 Читальные залы в публичных библиотеках 5 1,5 0,8 от пола в горизонтальной плоскости 4. Вестибюли (кроме вестибюлей в вокзалах), лестницы, проходы и коридоры 0,25 на полу 5 Гардеробные, туалетные, душевые. санитарные, умывальные 0,25 на полу 6 Учебные заведения и школы: а) классы, аудитории, лаборатории. комнаты ручного груда, учебные кабинеты б) помещения рекрекций в школах 5 1,5 1 0,8 от пола в горизон. плоск. на полу 7 Актовые залы. спортивные и физкультурные залы. 5 1,5 На полу Таблица 4 – Значение коэффициента q, учитывающих неравномерную яркость по меридиану Угол а в градусах, образуемый между горизонтальной линией и прямой, соединяющей точку с центром светопроема 15 30 45 60 75 90 Коэффициент q 0.65 0.85 1 1.15 1.2 1.25. Рисунок 1 – Схема разбивки небосвода на участки (принцип построения графиков Данилюка). Рисунок 2 – Подсчет количество лучей, проходящих через оконный проем с помощью графиков Данилюка а) Вертикальный разрез помещения (график 2) б) План помещения (график 1)