Файл: Бжд исполнители студент группы в глушакова Елена Евгеньевна 20. 03. 2023 студент группы в толстокулакова Полина Дмитриевна 20. 03. 2023 студент группы в шестова Дарья Александровна 20. 03. 2023.pdf

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Инженерная школа ядерных технологий
01.03.02 Прикладная математика и информатика ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ по дисциплине:
БЖД Исполнители студент группы В
Глушакова Елена Евгеньевна
20.03.2023 студент группы В
Толстокулакова Полина Дмитриевна
20.03.2023 студент группы В
Шестова Дарья Александровна
20.03.2023 Руководитель
ФИО ассистент ООД
Мезенцева Ирина Леонидовна Томск – 2023

Цель работы Изучение принципов оценки освещения производственных помещений, количественных и качественных характеристик источников искусственного освещения, оценка влияния различных факторов на их величину. Знакомство с различными приборами для измерения характеристик источников света. Теоретическая часть Освещение – использование света для того, чтобы сделать видимыми объекты и/или их окружение. Видимое излучение создает часть электромагнитного спектра с длинами волн от 380 до 760 нм (1 нм = 10-9 м, регистрируемых человеческим глазом. Излучения различной длины волн в пределах видимой части спектра вызывают в органах зрения человека различные цветовые и световые ощущения от фиолетового, с длиной волны 380-440 нм до красного, с длиной волны
630-760 нм. Основными показателями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенность и яркость. Мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом, называется световым потоком (Ф. За единицу светового потока принят люмен (лм). Сила света I является основной единицей светотехники. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени.
I =
dF
dw
, где dF световой поток (лм - люмен, dω телесного угла (часть пространства, заключенная внутри конической поверхности) (ср - стерадиан. Единица измерения силы света в Международной системе единиц (СИ кандела (кд). Освещенность (Е) – характеризует поверхностную плотность светового потока, люкс (лк).
E =
dF
dS
, где dF – световой поток, падающий на элемент поверхности, содержащий рассматриваемую точку, dS – площадь этого элементам Яркость (L) – отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению (кд м)
B =
dI
dS
∙ cos α, где I – сила света, кд, dS – площадь излучающей поверхности, м, α – угол между направлением излучения и плоскостью, 1 рад. В зависимости от источника света освещение может быть трех видов естественное, искусственное и совмещенное (смешанное. Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отражённым), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. По принципу организации искусственное освещение можно разделить натри вида общее, местное и комбинированное. Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах. Комбинированное искусственное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам. В качестве источников искусственного освещения наиболее часто применяются лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиодные осветительные лампы. В лампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной (по сравнению с естественным светом) интенсивностью в

желто-красной области спектра. По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные и газонаполненные, в том числе галогенные. Практическая часть
1. Проверка на соответствие требованиям освещённости в аудитории Характеристика зрительной работы Средней точности Наименьший размер объекта, мм От 0,5 до 1,0
Подразряд зрительной работы а Контраст объекта с фоном Малый Характеристика фона
Тёмный Норма освещённости, Е, лк
750 Норма коэффициента пульсации, К
п.норм
, %
20 Измеренная освещённость, Е
изм
, лк Точка 1 540 Точка 2 352 Точка 3 2820 Измеренный коэффициент пульсации, К
п.изм
, % Точка 1 26,5 Точка 2 33,6 Точка 3 2,5 Таблица 1 – проверка на соответствие требованиям освещённости в аудитории. Вывод в результате измерения освещённости и коэффициента пульсации, можно сделать вывод о том, что на рабочем столе измеренная освещённость ниже нормы, а измеренный коэффициент пульсации, наоборот, выше нормы, освещённость на рабочем месте преподавателя также ниже нормы, а измеренный коэффициент пульсации выше нормы, что касается измеренной освещённости на подоконнике, то она намного превышает норму, а измеренный коэффициент пульсации там ниже нормы.
2. Исследование коэффициента пульсации различных ламп

Кп, измеренный для ламп, %
LED* Лампы накаливания Люминесцентные лампы
Кп ест.света Л Л Л
Л5Л7 Л Л Л Л
Л1Л2
Л1Л2Л3 13,7 12,4 3,8 3
43,9 41,7 37,7 1,5 25,7 8,3 0 Таблица 2 – коэффициенты пульсации
* Светодиодная лампа, мощностью 9 Вт Вывод норма коэффициента пульсации при разряде зрительной работы IV равна 20%. Коэффициент пульсации ниже нормы у светодиодной лампы Л, ламп накаливания Л, Ли их совместного использования Л5Л7, люминесцентной лампы Ли совместного использования люминесцентных ламп Л1Л2Л3. Коэффициент пульсации выше нормы у люминесцентных ламп Л, Л, Ли совместного использования люминесцентных ламп
Л1Л2. Пульсации возникают из-за питания источников света переменным напряжением. Коэффициент пульсации у естественного света равен нулю, так как естественные источники светят равномерно (нет питания переменным напряжением. Лампа накаливания испускает световой поток, который лежит в видимой области излучения, ее частота меньше, чему люминесцентных ламп, в которых возникает ультрафиолетовое излучение. Наблюдение стробоскопического эффекта Вывод если происходит уменьшение Кп при одновременном включении ламп (Л – 43,9,
Л1Л2 – 25,7, Л1Л2Л3 – 8,3), то это свидетельствует о том, что они питаются от трехфазного тока. В момент, когда у одной лампы наблюдается падение напряжения, две другие лампы компенсируют эту просадку по напряжению, что уменьшает частоту пульсаций между светлыми и темными моментами.
4. Оценка энергетической эффективности источников света
????
уд
=
????
факт
????
, где E
уд
– удельная освещенность, лк/Вт, факт – фактическая освещенность под лампой, W – номинальная мощность лампы, которая определяется по таблице. Тип лампы Люминесцентная лампа
LED* Лампа накаливания Л Л Л Л Л Мощность ламп, Вт
9 11 60 9
50
Освещённость, лк
430 860 588 554 9210 Удельная освещённость, лк/Вт
47,7 78,2 9,8 61,5 184,2 Таблица 3 – Удельная освещённость ламп Вывод поданным в таблице можно сделать вывод, что наиболее энергетически эффективной является галогенная лампа Л (E
уд
=184,2 лк/Вт). Также являются энергетически эффективными люминесцентные лампы Л (E
уд
=78,2 лк/Вт) и Л (E
уд
=47,7 лк/Вт) и светодиодная лампа Л (E
уд
=61,5 лк/Вт). Наименее энергоэффективной лампой является лампа накаливания (E
уд
=9,8 лк/Вт).

5. Оценка коэффициента использования осветительной установки
E, лк Светлая окраска стен
Тёмная окраска стен Л Л Л Л Л Л Л Л Л Л
E
1 440 823 592 544 9360 278 672 446 426 8950
E
2 294 570 279 322 338 184 423 199 243 237
E
3 372 380 295 338 343 260 244 166 250 262
E
4 292 347 331 244 346 219 230 223 166 235
E
5 251 544 362 270 356 164 399 242 179 237
E
ср
329,8 532,8 371,8 343,6 2148,6 221 393,6 255,2 252,8 1984,2
Ф
факт
, лк*м
2 125,2 202,3 141,1 130 815,6 83,9 149,4 95,7 95,9 753,2
η
0,27 0,30 0,28 0,18 0,96 0,18 0,21 0,19 0,13 0,89 Таблица 4 – Определение коэффициента использования светового потока ф ????
ср
????, η =
????
ф
????
л
, длина 73 см, ширина 52 см. S=3796*10
-4
мл лм л (5) = 500 лм л (7) = 850 лм
Fл (4) = 700 лм л (6) = 730 лм Вывод поданным таблицы можно сделать вывод, что коэффициент использования осветительной установки для варианта со светлой стороной больше, чем для варианта ст мной окраской стен. Данный коэффициент имеет наибольшее значение для галогенной лампы Л. Самое маленькое значение показала лампа накаливания Л. У люминесцентных ламп Ли Л, а также светодиодной лампы значения почти одинаковые, что при варианте со светлой стороной, что при варианте ст мной стороной, но они всё равно малы по сравнению с значениями галогенной лампы Л. Контрольные вопросы
1. Дать определение освещение, освещенность, сила света, световой поток, яркость указать единицы измерения. Освещение – использование света для того, чтобы сделать видимыми объекты и/или их окружение. Освещенность (Е) – характеризует поверхностную плотность светового потока, люкс (лк). Сила света I является основной единицей светотехники. Характеризует величину световой энергии, переносимой в некотором направлении в единицу времени. Количественно равна отношению светового потока, распространяющегося внутри элементарного телесного угла к этому углу. Единица измерения силы света в Международной системе единиц (СИ кандела (кд). Мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом, называется световым потоком (Ф. За единицу светового потока принят люмен (лм). Яркость (L) – отношение силы света в данном направлении к площади проекции изучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению (кд * м.
2. Указать виды систем освещения. Чем искусственное отличается от естественного В зависимости от источника света освещение может быть трех видов естественное, искусственное и совмещенное (смешанное. Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отражённым), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света, а также для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.
3. Указать виды организации искусственного освещения, дать описание. По принципу организации искусственное освещение можно разделить натри вида общее, местное и комбинированное. Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах. Комбинированное искусственное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока. Не следует путать комбинированное освещение с совмещенным, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным в течение полного рабочего дня. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам. Оно может быть стационарными переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами утомляет зрение, замедляет скорость работы, и нередко являются причиной несчастных случаев.
4. Привести классификацию искусственного освещения по функциональному назначению, дать характеристику каждом типу. По функциональному назначению согласно СП 2016 искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное. Рабочее освещение обеспечивает нормируемые световые условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и местах производства работ вне зданий. Аварийное – освещение, предусматриваемое в случае выхода из строя питания рабочего освещения. Аварийное освещение должно включаться автоматически при отключении питания рабочего освещения либо вручную, если автоматика не сработала. Подразделяется на эвакуационное и резервное. Эвакуационное аварийное освещение предназначено ля эвакуации людей или завершения потенциально опасного процесса. Эвакуационное освещение подразделяется на освещение путей эвакуации (включая систему указания путей эвакуации, освещение зон повышенной опасности и антипаническое эвакуационное освещение.
Эвакуационное освещение следует предусматривать в местах, отведенных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей в количестве более 50 человек. Это освещение должно обеспечивать 50% нормируемой освещенности через 5 с после нарушения питания рабочего освещения, а 100% нормируемой освещенности - через 10 с. Резервное – вид аварийного, позволяющее продолжить работу в случае отключения рабочего освещения. Охранное освещение предусматривается вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли. Дежурное освещение используется в нерабочее время. Область применения, значения освещенности, равномерность и требования к качеству для дежурного освещения не нормируются.
5. Сравнить характеристики ламп накаливания, газоразрядных и светодиодных ламп.

В лампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной (по сравнению с естественным светом) интенсивностью в желто-красной области спектра. По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные и газонаполненные, в том числе галогенные. Общим недостатком ламп накаливания является сравнительно небольшой срок службы менее 2000 ч) и малая световая отдача (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) (8–20 лм/Вт). В промышленности они находят применение для организации местного освещения. Наибольшее применение в промышленности находят газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, содержат стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, наполненную дозированным количеством ртути (30–80 мг) и смесью инертных газов под давлением около 400 Па. На противоположных концах внутри трубки размещаются электроды, между которыми, при включении лампы в сеть, возникает газовый разряд, сопровождающийся излучением преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Это излучение, в свою очередь, преобразуется люминофором в видимое световое излучение. В зависимости от состава люминофора люминесцентные лампы обладают различной цветностью. В последние годы появились газоразрядные лампы низкого давления со встроенным высокочастотным преобразователем. Газовый разряд в таких лампах (называемый вихревым) возбуждается на высоких частотах (десятки кГц) за счет чего обеспечивается очень высокая светоотдача. К газоразрядным лампам высокого давления (0,03–0,08 МПа) относят дуговые ртутные лампы (ДРЛ). В спектре излучения этих ламп преобладают составляющие зелено- голубой области спектра. Основными достоинствами газоразрядных ламп является их долговечность (свыше 10000 часов, экономичность, малая себестоимость изготовления, благоприятный спектр излучения, обеспечивающий высокое качество цветопередачи, низкая температура поверхности. Светоотдача этих ламп колеблется в пределах от 30 до 105 лм/Вт, что в несколько раз превышает светоотдачу ламп накаливания.
6. Дать определение объект различения, фон, контраст объекта с фоном, характеристика зрительной работы. Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы. Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности более 0,4; средним при коэффициенте отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражения менее
0,2. Контраст объекта различения с фоном определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст объекта различения с фоном считается
- большим - при K более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости
- средним - при K от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости
- малым - при K менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости. В соответствии с СП 52.13330.2016 все зрительные работы делятся на 8 разрядов наивысшей точности, очень высокой точности, высокой точности, средней точности, малой точности, очень малой точности, работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах, общее наблюдение заходом производственного процесса постоянное, периодическое, общее наблюдение за инженерными коммуникациями) и зависимости от размера объекта различения и условий зрительной работы.
7. Объяснить причины стробоскопического эффекта и пульсации освещенности.

Еще одним важным параметром, характеризующим качество освещения, является его пульсация, которая возникает из-за питания источников света переменным напряжением. Особо большие значения она имеет 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 – кажущегося изменения или прекращения движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой.
8. Перечислить способы снижения коэффициента пульсации освещенности.
• Подключение обычных светильников на разные фазы трехфазной сети (два или три осветительных прибора
• питание двух ламп в светильнике со сдвигом (одна – отстающим током, другая опережающим, для чего в светильник устанавливают компенсирующие ПРА;
• использование светильников, где лампы работают от переменного тока частотой 400 Гц и выше.
9. Разъяснить термин энергетическая эффективность, коэффициент использования осветительной установки. Энергетическая эффективность – характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта. Коэффициент использования осветительной установки – это отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность, к световому потоку, испускаемому источником. Коэффициент использования зависит от типа светильника, геометрических размеров помещения и коэффициентов отражения поверхностей и определяется по таблицам.
10. Указать нормативный документ, по которому определяли Е
норм
. Каким пользоваться
СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания определяют наименьшую освещенность рабочих поверхностей в производственных 58 помещениях в зависимости от вида производимой деятельности, а СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение – в зависимости от характеристики зрительной работы, определяемой минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона. Перечислить основные требования к системам искусственного освещения.
• освещённость не ниже установленных норм
• устранение слепящего действия источников освещения
• равномерность освещения, его постоянство во времени
• ограничение резких теней
• приближение спектра источников света к спектру дневного света.