Искуственное освещение помещений

Расчет освещения выполняют методом коэффициента использования светового потока. Этот метод применяют для расчета общего равномерного освещения горизонтальных рабочих поверхностей (например, столов) в помещениях при отсутствии затемнений.

Задача №4.

Условия

Используя данные табл. 1.1 рассчитать и выбрать необходимое количество ламп для выбранного по варианту помещения.

Методические указания

Расчет освещения выполняется по формуле

Е • S • k • z

Ф = ---------------------, (4.1)

N • η

где Ф – необходимый световой поток лампы в каждом светильнике, лм;

Е – нормативная минимальная освещенность рабочих поверхностей для определенного разряда зрительных работ, Лк (справочные данные); принимаем Е = 300 лк;

S – освещаемая площадь, м²;

k – коэффициент запаса светильников, учитывающий их запыление и

износ в процессе эксплуатации, принимаем k = 1,4;

z – коэффициент минимальной освещенности, z = 1,1–1,5 (при оптимальных отношениях расстояния между светильниками к расчетной высоте для люминесцентных ламп z ~ 1,1);

N – число ламп в помещении;

η – коэффициент использования светового потока.

Освещаемая площадь помещения S, м², определяется по формуле

S = a • b, (4.2)

где a – длина помещения, м;

b – ширина помещения, м.

Далее рассчитывается количество ламп N для установки в помещении:

, (4.3)

где L – расстояние между светильниками.

Размещение светильников в помещении при системе общего освещения за-

висит от рассчитанной высоты их подвеса h, которая обычно задается размерами помещений. Наиболее выгодное соотношение расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса:

, (4.4)

где: λ – соотношение расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса, определяется из таблиц нормативных документов в зависимости от кривой силы света лампы. Для люминесцентных ламп при косинусоидальной типовой кривой λ = 1,4.

H – рассчитанная высота подвеса ламп в светильниках, м.

Из формулы (4.4) следует, что

L = λ• h. (4.5)

Следует найти расчетную высоту подвеса над уровнем рабочего стола h по формуле

h = H – h _ce – h _p, (4.6)

где Н – высота помещения, м;

h _ce – расстояние от потолка до нижней кромки светильника, где находится лампа (лампы), м. Величину h_ce следует учитывать при использовании компактных люминесцентных ламп или ламп накаливания в люстрах. Современные светильники с лампами, имеющими трубчатую форму, совмещены с уровнем потолка, поэтому для них h_ce =0;

h _p – высота рабочей поверхности столов над полом, м. Обычно она равна 0,8 м

Для определения коэффициента использования светового потока η нужно найти индекс помещения i, а также коэффициенты отражения света от стен ρ_си потолка ρ_п.

Для прямоугольных помещений

, (4.7)

где a и b – соответственно длина и ширина помещения, м;

h – расчетная высота подвеса светильников, м;

для квадратных помещений

 

, (4.8)

 

для помещений большой длины

 

. (4.9)

 

Если при расчетах индекс i оказался больше 5, принимают i = 5, а если i

при расчетах оказался меньше 0,5, принимают i = 0,5.

Коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка – ρ_п =

70 %, стен – ρ_с= 50 %, рабочей поверхности столов – ρ_р=30 %. Используя полученные значения i, ρ_п и ρ_спо табл. П. 4 прил. 1 определяют величину коэффициента использования светового потока η для выбранного типа ламп в долях единицы. Необходимо обратить внимание на то, что в табл. П. 4 прил. 1 величина ηдана в %, которые необходимо перевести в доли единиц, т.е. если получилась величина равная 45% (цифра взята для примера произвольно), то долей единиц будет 0,45. Эта цифра должна использоваться для дальнейшего расчета.

По формуле (5.1) определяют световой поток одной лампы в каждом светильнике. По табл. П. 5, П. 6 или П. 7 прил.1в зависимости от светового потока выбирают тип лампы [4, 14–16, 18, 20]. Необходимо помнить, что мощность одной компактной люминесцентной лампы (их называют энергосберегающими) можно приравнять к мощностям пяти ламп накаливания. Например, мощность лампы YPZ5-2U-3 составляет 15 Вт, что равнозначно 75 Вт лампы накаливания.

Если оказывается, что лампы с полученной при расчете величиной светового потока Ф отсутствуют, то выбирают подходящие для данной ситуации лампы, но затем перерасчетом уточняют количество ламп, необходимое для размещения в помещении, следующим образом:

 

, (4.10)

 

где N _ут – уточненное количество ламп;

N – предварительно рассчитанное количество ламп;

Ф – рассчитанный световой поток лампы, лм;

Ф_выбр – световой поток выбранной лампы, лм.

Выбранные лампы размещают в светильниках по одной, две, четыре и т.д. Энергосберегающие лампы или лампы накаливания располагают в люстрах. Это зависит от конкретного предназначения помещения.

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

 

Условия задач

Задача №5. Определить силу тока I _ч (мА), проходящего через человека при неблагоприятной и благоприятной ситуациях, в случаях однофазного вклю­чения в трехпроводную трехфазную сеть напряжением U = 380 В с изолиро­ванной нейтралью и четырехпроводную с глухозаземленной нейтралью:

а) неблагоприятные условия: человек прикоснулся к одной фазе, стоит на токопроводящем полу (металлическом), обувь сырья. Сопротивле­ние - тела человека r _ч, обуви r _об = 0, опорной поверхности ног r _оп = 0 (Ом); r _о рабочего заземления, r _из изоляции проводов;

б) благоприятные условия: обувь сухая на резиновой подошве r _об = 50 (кОм); человек стоит на сухом деревянном полу r _оп = 150 (кОм).

Параметры	Варианты исходных данных
1; 6	2; 7	3; 8	4; 9	5; 0
r ч, кОм	1,0		0,2	0,5
r о, Ом
r из, МОм	0,5	0,1		0,9	1,0

Задача №6. Является ли опасным шаговое напряжение U _ш (В) и величина переменного тока I _ч.ш. (мА) для человека, находящегося в зоне его растекания от упавшего на грунт с удельным электрическим сопротивлением r (Ом×м) провода под напряжением и создавшего ток замыкания I _з (А). Размер шага человека при расчете принять равным х _ш=0,8 м, а сопротивление тела r _ч (Ом). Он находится в зоне растекания тока на расстоянии х (м) от упавшего провода. Опасность напряжения оценить сравнением с пороговым значением безопасного напряжения U _б = 50 В, а силы тока – сравнением с пороговым отпускающим I _п = 10 мА.

Параметры	Варианты исходных данных
1; 6	2; 7	3; 8	4; 9	5; 0
r, Ом?×м
I з, А
r ч, Ом
х, м

Методические указания

Электрическое сопротивление цепи человека

R _Ч = r _Ч + r _об + r _оп,

где r _Ч; r _об; r _оп - соответственно сопротивление тела человека, обуви и опорной поверхности.

При однофазном включении человека в четырехпроводную сеть с заземленной нейтралью, проходящей через него ток определяется:

I _Ч = , А (5.1)

где U _ф - фазное напряжение, В

r _о - сопротивление рабочего заземления, Ом.

В случае двухфазного включения человека в сеть с глухозаземленной и изолированной и изолированной нейтралью, ток проходящий через него будет равен

I _Ч = , А (5.2)

При прикосновении к одной фазе в трехпроводной сети с изолирован­ной нейтралью сила тока, протекающего через человека, определяется

I _Ч = , А (5.3)

где r _из - сопротивление изоляции проводов, Ом.

Напряжение шага – это напряжение между точками земли, обусловленное растеканием тока замыкания на землю при одновременном касании их ногами человека. Численно напряжение шага равно разности потенциалов точек, на которых находятся ноги человека.

При расположении одной ноги человека на расстоянии х от заземлителя и ширине шага х _ш (обычно принимается х _ш = 0,8 м)

U _ш = , В (5.4)

Ток, обусловленный напряжением шага,

, А (5.5)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ (ЭМП)

Действие ЭМП на человека тем значительнее, чем выше напряжённость поля, частота излучения и длительность воздействия. При облучении происходит нагрев тела с повышением его температуры. Нарушается работа сердечно-сосудистой системы. Жалобы на боли в сердце, нарушение сна, головная боль, быстрое утомление, раздражительность, потеря памяти. Большинство изменений накапливается. Предельно допустимые уровни (ПДУ) облучений установлены в зависимости от частоты излучения ЭМП условно подразделяют на 3 вида:

Вид ЭМП	F, МГц	l, м
ВЧ	30 - 0,03	10000¸10
УВЧ	300 - 30	10¸1
СВЧ	300000 - 300	1¸0,001

 

 

Условия задач

Задача №7. Определить безопасное расстояние Х от источника СВЧ излучения для работы без экрана, если:

Дано:

Мощность излучения Р = 25 Вт,

Время излучения Т = 15 мин,

направленность излучения в режиме сканирования G = 250.

 

Задача №8. На каком расстоянии (Х) от антенны РЛС СВЧ диапазона можно разместить рабочее место для работы в течение 8 часов, если мощность излучения Р = 100 Вт, направленность излучения в режиме сканирования G = 1.

Дано;

Мощность излучения Р = 100 Вт,

Время излучения Т = 8 час,,

направленность излучения в режиме сканирования G = 1.

 

Методические указания

Работающие с генератором СВЧ попадают в волновую зону. В этих случаях нормируется энергетическая нагрузка на организм человека W(мкВт*ч/см.кв.) W = 200 мкВт*ч/см.кв. – для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн – для них W = 2000 мкВт*ч/см.кв. Предельно допустимую плотность потока энергии (ПДУ) σ_доп (мкВт/см.кв) вычисляются по формуле

σ_доп = W / Т, (6.1)

где Т – время работы в часах в течении рабочего дня. Во всех случаях σ_доп ≤ 1000 мкВт/см.кв.

Расстояние Х до источника излучения можно определить по формуле:

X2= PG/4 π σ; σ=W/T (6.2)

(при расчетах не забыть перевести мкВт в Вт, см в м, мин или час в сек).