Применяемые приборы и оборудование

 

Фотоэлектрический люксметр типа Ю-17, предназначенный для измерения освещенности в люксах. Принцип действия прибора основан на явлении фотоэлектрического эффекта. Прибор имеет три основных предела измерения. Измеряя освещенность от источника света с иным, чем у ламп накаливания, спектральным составом, необходимо учитывать поправочные коэффициенты. Для люминесцентных ламп поправочный коэффициент равен 1,5, для ЛД – 0,98, для ДРЛ – 1,2 и естественного света – 0,8.

Полученная фактическая освещенность должна быть больше или равна нормируемой минимальной освещенности, умноженной на коэффициент запаса. При несоблюдении этого соотношения осветительная установка непригодна для эксплуатации.

 

 

Порядок проведения эксперимента

Задание 1.

Определить параметры, характеризующие условия работы с точки зрения освещения. При замере освещенности исключить влияние естественного освещения.

1. Включить все верхние светильники, определить тип ламп и систему освещения.

2. Пользуясь люксметром, определить освещенность на рабочем месте. Для этого положить фотоэлемент на поверхность чертежа чувствительным слоем вверх, снять показания прибора. Во время измерений учесть поправочный коэффициент для применяемой лампы.

3. Определить размер объектов в миллиметрах (объекты – линии на чертеже, размер объекта – толщина линии на чертеже).

4. Определить контраст объекта с фоном с помощью нижеприведенной таблицы.

 

Цвет	Фон	Контраст
Желтый	Светлый	Малый
Голубой	Светлый	Малый
Зеленый	Светлый	Малый
Красный	Светлый	Средний
Синий	Светлый	Средний
Черный	Светлый	Большой

 

5. По СНиП 23-05-95 (прил. 2) определить нормируемую минимальную освещенность для всех возможных случаев (рассмотреть 3-4 линии разного цвета и толщины, имеющиеся на чертеже), принимая во внимание параметры, определенные выше. Полученные данные занести в табл. 1. Сделать вывод в отчете о возможности проведения работ.

Таблица 1.

Вид источника	Система освещения	Измеренная освещенность, лк	Фон	Объект	Контраст объекта с фоном	Размер объекта, мм	Разряд зрительной работы	Нормируемая минимальная освещенность, лк

 

Задание 2.

Исследование комбинированного освещения.

1. Включить 4 светильника, которые расположены на потолке.

2. Замерить освещенность на рабочем месте.

3. Включить светильник местного освещения.

4. Замерить освещенность в одной и той же точке при высоте подвеса h лампы местного освещения 35, 70, 100 см. Полученные данные занести в табл. 2.

5. Определить в каждом случае долю общего освещения в процентах, сделав заключение, достаточно ли оно. Выводы занести в отчет.

Таблица 2

Высота подвеса светильника местного освещения h, см	Освещенность, создаваемая общим освещением, лк	Освещенность комбинированного освещения, лк	Доля общего освещения, %	Нормируемая минимальная освещенность комбинированного освещения, лк

Задание 3.

Провести расчет искусственного освещения в помещении конструкторского бюро методом коэффициента использования светового потока по данным, приведенным в табл. 3 (номер варианта указывается преподавателем).

Таблица 3

Данные для расчета искусственного освещения

Параметры	Номер варианта
«Глубокоизлучатель», n = 1	«Универсаль», n = 1	«Люцетта», n = 1	«Молочный шар», n = 1	«Циклон ДеЛюкс» (ЛПО), n = 2	«Леванто» (ЛПО), n = 2	«Муссон» (ЛВО), n = 4
Длина помещения А, м
Ширина помещения В, м
Высота подвеса светильника h, м	2,5	1,7			2,5		2,8
Общее количество светильников N, штук
Коэффициент отражения потолка ρп, %
Коэффициент отражения стен ρс, %
Коэффициент неравномерности z	1,2	1,1	1,2	1,1	1,15	1,15	1,1
Напряжение сети U, В

Условные обозначения:

Л – люминесцентные, П – потолочные,

В – встраиваемые, О – для общественных зданий

1. Вычислить площадь помещения S = А·В.

2. Определить индекс помещения i по формуле (2).

3. Найти значение коэффициента использования осветительной установки η с помощью прил. 2.

4. Найти значение коэффициента запаса k _з (прил. 1).

5. По прил. 3 выбрать нормируемую минимальную освещенность Е _норм, соответствующую разряду зрительной работы выполнения чертежа.

6. Полученные и заданные значения подставить в формулу (1) и произвести расчет светового потока.

7. По рассчитанному значению светового потока Ф _л подобрать тип и мощность лампы светильника (прил. 4).

8. Определить суммарную электрическую мощность осветительной установки по формуле Р = Р _л· N · n.

Приложение 1

Значения коэффициента запаса k _з

Характеристика объекта	Коэффициент запаса k з
ламп накаливания	люминесцентных ламп
Помещения с большими выделениями пыли, дыма, копоти	1,7	2,0
Помещения со средними выделениями пыли, дыма, копоти	1,5	1,8
Помещения с малыми выделениями пыли	1,3	1,5
Наружное освещение светильниками	1,3	1,5
Прожекторное освещение	1,5	-

 

 

Приложение 2

Таблица коэффициентов использования светильников

Светильник

«Глубокоизлучатель»

«Универ-саль»

«Люцетта»

«Молоч-ный шар»

«Циклон ДеЛюкс» (ЛПО)

«Леванто» (ЛПО)

«Муссон» (ЛВО)

Коэффициент отражения потолка ρп, %

Коэффициент отражения стен ρс, %

Индекс помещения i

Коэффициент использования η, %

0,6

0,8

1,25

 

Приложение 3

Нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95

Зрительная работа	Нормируемая минимальная освещенность Е норм, лк
Точность работ	Размер объекта различе-ния, мм	Разряд работы	Подразряд	Контраст объекта с фоном	Фон	газоразрядные лампы	лампы накаливания
комбини-рованное	общее	комбини-рованное	общее
Очень высокая	От 0,15 до 0,3		а	Малый	Темный
б	-	Средний
б	Средний	Темный
в	Малый	Светлый
в	Средний	Средний
в	Большой	Темный
г	Средний	Светлый
г	Большой	Средний
Высокая	От 0,3 до 0,5		а	Малый	Темный
б	-	Средний
б	Средний	Темный
в	Малый	Светлый
в	Средний	Средний
в	Большой	Темный
г	Средний	Светлый
г	Большой	Средний
Средняя	От 0,5 до 1,0		а	Малый	Темный
б	-	Средний
б	Средний	Темный
в	Малый	Светлый
в	Средний	Средний
в	Большой	Темный
г	Средний	Светлый
г	Большой	Средний
Малая	От 1,0 до 5,0		а	Малый	Темный
б	-	Средний
б	Средний	Темный
в	Малый	Светлый	-		-
в	Средний	Средний	-		-
г	-	Светлый	-		-
г	Большой	Средний	-		-

 

Приложение 4

Лампы накаливания и газоразрядные лампы

Тип лампы	Напряжение на лампе, В	Мощность РЛ, Вт	Световой поток Фл, лм
Б 220-230-40-1
Б 220-230-60-1
Б 220-230-75-1
Б 220-230-100-1
Б 235-245-150-1
РН 220-230-200-1
РН 220-230-300
РН 230-240-300
РН 215-225-500
ЛБ-36
ЛБ-40
ЛБ-40-2
ЛД-40
ЛД-40-2
ЛД-18
ЛБ-18

 

Условные обозначения:

Б – биспиральная с аргоновым наполнением;

ЛБ – лампа белого света; ЛД – лампа дневного света

Контрольные вопросы

1. Какие три диапазона включает оптическая область спектра электромагнитных волн?

2. Назвать диапазон длин волн оптической области спектра электромагнитных волн для видимого света?

3. Указать достоинства и недостатки газоразрядных ламп и ламп накаливания?

4. Назвать количественные и качественные характеристики освещения?

5. Каковы основные требования, предъявляемые к производственному освещению?

6. По какому выражению оценивается коэффициент пульсаций освещенности, создаваемой электрическими источниками света?

7. Как подразделяется искусственное освещение по конструктивному исполнению и назначению?

8. Какова минимальная величина освещенности аварийного освещения производственных помещений?

9. Какие параметры учитываются при определении минимальной освещенности рабочих мест?

10. Назвать основные нормируемые параметры для естественного и искусственного освещения.

11. Какие методы используются при расчете искусственного освещения?

12. Указать долю общего освещения в системе комбинированного освещения.

 

Список рекомендуемой литературы

1. Безопасность жизнедеятельности: учебник / под ред С.В. Белова. М.: Высш. шк., 2001. - 485 с.

2. Справочник для проектирования электрического освещения. – М.: Госэнергоиздат, 1960.

3. Строительные нормы и правила СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

Лабораторная работа 3

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ШУМА И МЕТОДОВ БОРЬБЫ С НИМ

Цель работы:

- ознакомиться с особенностями воздействия звуковых волн и шума на организм человека;

- ознакомиться с нормативными требованиями к производственным шумам и шумам от других источников;

- определить эффективность средств поглощения звука и звукоизоляции;

- изучить характеристики и особенности использования шумомеров.

 

Общие положения

Шумом называется совокупность звуков, издаваемых производственным оборудованием, природной средой, окружающей человека и т. п.

Общей особенностью шума, вибрации и зрения является принадлежность их к физическим явлениям, связанным с органами чувств. Все эти явления жизненно важны для человека и изменяются в очень широком диапазоне энергий и интенсивностей.

По интенсивности эти звуки отличаются в 10 ⁹- 10¹⁴ раз. Для «объективной линейной оценки» интенсивности в этом случае наш звуковой анализатор и мозг «логарифмируют» энергию сигнала.

Поэтому при оценке уровня интенсивности L_J (или энергии) звуковой волны используется десятичный логарифм энергии, умноженный на 10:

; ; , (1)

где J – интенсивность звуковой волны, J ₀ – пороговое (минимальное) значение интенсивности при частоте 1 кГц, ощущаемое человеком; p – звуковое давление, ρ - плотность среды, в которой распространяется звуковая волна, c – скорость звука; для порогового значения давления имеем p ₀ = 2×10^-5 Па.

Уровень L_J измеряется в децибелах (дБ).

В логарифмическом масштабе зависимость L_J (J/J ₀)линейна, что и позволяет нам «объективно» сравнивать звуки разной интенсивности.

Эта особенность наших органов чувств определяется как «закон Вебера – Фехнера».

Развитие физики позволило создать приборы, способные объективно измерять давление и интенсивность звуковых волн. При этом установлено, что наша субъективная «операция логарифмирования» немного некорректна; на частоте 1 кГц необходимо вводить поправку:

 

[дБА] = [дБ] + 5 дБ. (2)

 

где дБА – акустическая оценка уровня звука по физиологическому ощущению.

Задача 1. Нормируемый средний уровень шума в производственных помещениях равен 80 дБ. Чему равен уровень этого шума в дБА?

Ответ: 80 дБ + 5 дБ = 85 дБА.

Задача 2. Измеренный в цехе уровень шума равен 100 дБ.

1) Во сколько раз он превышает нормированный уровень по «физиологическому ощущению» персонала цеха?

Ответ: сравнение необходимо произвести в дБА; имеем: 100 дБ ≡ 105 дБА; норма 80 дБ ≡ 85 дБА; 105/85 = 1,24.

 

2) Во сколько раз измеренный уровень шума превышает норму по интенсивности (энергии)?

Ответ: сравнение энергий необходимо произвести на основе формулы (1); при этом после операции «потенцирования» имеем:

80 дБ= 10 lg (J _норм./ J ₀); 8 = lg (J _норм./ J ₀);

J _норм./ J ₀= 10⁸; 100 дБ= 10 lg (J _изм./ J ₀ );

J _изм./ J ₀ = 10¹⁰ ; J _изм./ J _норм.= 100.

Таким образом, неадекватно: по ощущению звук кажется всего на 24% больше нормы, в то время как по величине энергии он превышает ее в 100 раз.

Возможен и другой вариант решения этой задачи:

 

Δ L _J = 100 -80 = 20 = 10 lg [(J _изм./ J ₀)× (J ₀ / J _норм. )];

20 = 10 lg (J _изм/ J _норм); J _изм./ J _норм. = 100.

 

Уровни звукового давления

Таблица 1

Источник шума	Уровень звукового давления, дБ	Отношение J/J0
Порог ощущения Карманные часы Шепот на расстоянии 0,5 -1 м Речь средней громкости на расстоянии 1м Средний шум в цехе; норма   Метро Работа на металлорежущих станках (на рабочем месте) Работа пневмоинструмента (на расстоянии 1м)   Шум на дискотеке; признаки «шумового опьянения» Работа реактивного двигателя Порог болевого ощущения Смертельно опасный шум	30 – 40   90 – 100   90 – 110 110 - 120     110 – 135 более 140	1000 – 10^4 1 000 000 10^8   10^9– 10^10   10^9-10^11 10^11– 10^12     10^11 - 3×10^13 10^14 10^14 10^16

 

Большой диапазон уровней интенсивности звуков и шумов иногда ставит неожиданные задачи, например, перед проектировщиками поточных линий в цехах машиностроительных предприятий.

Задача. На поточной линии рядомстоят два станка; один издает шум уровнем интенсивности 110 дБ; второй – 60 дБ. Каков суммарный уровень интенсивности шума?

Решение. Очевидно, в пространстве между станками суммируются энергии звуковых волн. При этом на основе формулы (1) первый станок создаст интенсивность шума J ₁, равную:

110 = 10 lg (J ₁ /J ₀ ); J ₁ = 10¹¹ J ₀;

второй: 60 = 10 lg (J ₂ /J ₀); J ₂ = 10 ⁶ J ₀;

для суммы имеем: ;

.

В случае, если уровень интенсивности шума двух станков одинаков (), суммарный уровень интенсивности может быть определен по выражению:

.

 

Уровень интенсивности шума практически не увеличился. При борьбе с шумом эту особенность приходится учитывать в следующих формах:

1) станки, которые шумят особенно сильно, группируют и звукоизолируют; персонал, работающий на них, использует средства индивидуальной защиты от шума. В то же время персонал, который работает на малошумящих станках, находится в комфортных по шуму условиях;

2) при борьбе с шумом основное внимание обращают на оборудование (станки, их узлы и т.п.), с работой которых связан наибольший уровень шума;

3) особые трудности борьба с шумом вызывает в случае, при котором все элементы (станки, их узлы, узлы сложных изделий и т.п.) «шумят» почти одинаково. В этом случае приходится искать принципиально новые решения (вплоть до замены технологии или принципа работы оборудования). Типичным примером является замена технологии клепки на технологию сварки.

Эта же особенность учтена при разработке шумомеров. Дело в том, что человек способен «логарифмировать» интенсивность шума лучше, чем электронные устройства; поэтому, например, в шумомере ШУМ – 1м пришлось ввести 3 диапазона измерений уровня интенсивности шума (табл. 2).

 

Таблица 2

Тип шумомера	Диапазон измерений, дБ
ШУМ -1М30	(А) 30 – 120 (Б) 35 – 130 (С) 40 – 130

Разбиение на диапазоны позволило получить погрешность измерений меньше 1 дБ. Отметим, что прибор «измеряет дБ»; для перехода на уровни «акустического восприятия человеком» (дБА) необходимо использовать формулу (2).

 

Классификация шумов (ГОСТ 12.1.003-89 ССБТ)

1. По частоте различают:

· низкочастотные шумы (менее 300 Гц),

· среднечастотные шумы (300 ¼1000 Гц),

· высокочастотные шумы (более 1000 Гц).

2. По времени воздействия различают:

· постоянные шумы,

· непостоянные шумы.

Постоянный шум – это шум, уровень звукового давления которого за рабочую смену изменится не более, чем на 5 дБ.

3. По частотному спектру различают:

· широкополосный шум,

· тональный шум.

Широкополосный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления которого в пределах одной октавы непрерывен.

Тональный шум – это такой вид шума, уровень звукового давления в пределах одной октавной полосы () имеет ярко выраженные тона (пульсации).

4. По происхождению различают:

· механические шумы, возникающие в подшипниках качения, зубчатых передачах, механизмах с возвратно-поступательным движением элементов кинематики и т.д.;

· аэродинамические шумы, возникающие при выхлопах, пульсациях и виброобразованиях газов;

· гидродинамические, возникающих при работе насосов (процесс кавитации, турбулентности, гидроудар);

· электромагнитные, возникающие при работе электромагнитных устройств переменного тока (трансформаторы, двигатели).