Файл: Uchebnoe_posobie_OT.doc

Задача решена.

Задания для самостоятельной работы № 1

Выполнить расчет отопления участка ТО и ТР автомобилей, имеющего длину а, ширину b и высоту h, приняв среднюю температуру наружного воздуха в период отопительного сезона t_нар = -18°С. Для данного помещения также выполнить расчет тепловой завесы, приняв размеры ворот соответственно х и у, а толщину щели воздуховода δ. Среднюю скорость наружного воздуха принять равной υ = 4 м/с, необходимые данные для расчета взять из табл. 1.1.

Таблица 1.1

№	а, м	b, м	h, м	х, м	у,м	δ,см
1	13	10	3,2	3,0	2,2	8
2	30	22	3,5	3,0	2,2	10
3	14	12	3,0	3,0	2,2	12
4	10	6	4,5	3,0	2,2	15
5	18	8	4	3,0	2,2	18
6	60	30	6	3,0	2,2	20
7	20	16	4	3,0	2,2	15
8	20	12	3	3,5	2,2	10
9	19	15	4	3,5	2,2	13
10	13	13	3	3,5	2,2	12
11	10	8,5	4,5	3,5	2,5	15
12	20	14	4	3,5	2,5	14
13	18	17	3,3	3,5	2,5	15
14	20	15	4	3,5	2,5	18
15	10	6,5	3	4,0	2,5	20
16	20	18	4	4,0	2,5	15
17	18	17	3,5	4,0	2,5	10
18	40	20	4	4,0	2,5	13
19	15	15	4	4,0	2,5	12
20	16	14	3,5	4,0	2,5	10
21	18	15	4,5	4,0	2,5	15
22	40	15	3,5	3,0	2,0	20
23	14	12	3,8	3,0	2,0	22
24	70	35	5	3,0	2,0	24
25	20	10	4	3,0	2,0	10
26	10	8	3,5	3,0	2,0	13
27	13	8	3	3,0	2,0	12
28	50	40	7	3,0	2,0	10
29	18	14	4	3,0	2,0	15
30	16	9	4,5	3,0	2,0	20

Практическое занятие № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

Цель работы: изучение приборов и методов мониторинга параметров микроклимата на рабочих местах, отработка практических навыков измерения метеорологических характеристик рабочей зоны.

Приборы и инструменты: жидкостно-стеклянные термометры, барометр-анероид, гигрометр психрометрический, анемометр.

Теоретическая часть

Для реализации здоровых и безопасных условий труда на любом предприятии необходим контроль на рабочих местах температуры, влажности, давления и скорости движения воздуха. Определенная комбинация данных параметров может обеспечить чувство комфорта либо послужить причиной быстрой утомляемости и возникновения профессиональных заболеваний.

---

Метеорологические параметры рабочей зоны являются оптимальными, если они обеспечивают хорошее самочувствие работника и максимальную производительность труда. Некомфортные условия приводят к преждевременному утомлению, снижению внимания, ослаблению реакции, они могут быть причиной снижения производительности труда, производственных травм и профессиональных заболеваний.

Одним из методов определения и качественного учета тепловых условий в производственных помещениях является метод эффективных температур.

Эквивалентно-эффективная температура – температура насыщенного неподвижного воздуха, имеющего такую же охлаждающую способность, что и исследуемый воздух. Для любой экспериментально определенной комбинации температуры, влажности и скорости движения можно найти эквивалентно-эффективную температуру, определение которой производится при помощи номограммы.

Порядок выполнения работы

1. Подробно ознакомиться с теоретическим материалом раздела 1.

2. Сухим термометром гигрометра произвести 5 измерений температуры воздуха в помещении на высоте 1,3 – 1,5 м от пола в центре помещения и по углам не ближе 1 м от стен.

3. Определить среднюю температуру воздуха по формуле

(Л1)

4. С помощью барометра-анероида определить атмосферное давление в аудитории.

5. В центре помещения по психрометру определить температуру сухого t_cух и влажного t_влаж термометров, после чего найти их разность

Δt = t_cух – t_влаж, (1.11)

6. По Приложению Б по данным t_cух и Δt определить относительную влажность в помещении.

7. Создать вентилятором движение воздуха в аудитории, на расстоянии 3 м установить анемометр. Определить скорость движения воздуха в аудитории через 15 с после включения вентилятора, когда скорость вращения крыльчатки установится.

8. Повторить опыт 3 раза и определить среднее значение скорости.

9. С помощью номограммы (Приложение Е) определить эквивалентно-эффективную температуру воздуха рабочей зоны и ее положение относительно зоны комфорта.

10. Сделать вывод относительно параметров микроклимата в данной аудитории.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие факторы определяют микроклимат рабочей зоны?

2. На чем основан принцип действия жидкостно-стеклянных термометров?

3. Как измеряют температуру в помещениях с высоким уровнем теплового излучения?

4. Опишите конструкцию и принцип действия психрометра.

5. Как определяется относительная влажность воздуха с помощью психрометрических диаграмм?

6. Когда используется волосяной гигрометр, какова его конструкция и принцип действия?

7. Что называют атмосферным давлением и чем его измеряют?

8. Для чего необходимо знать скорость движения воздуха в рабочем помещении?

9. Опишите принцип действия крыльчатого анемометра.

10. Для чего используется кататермометр, каким образом он работает?

---

11. Что называется эквивалентно-эффективной температурой?

РАЗДЕЛ 2. ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

2.1. Общие определения

При помощи зрения человек получает более 80% информации, качество которой зависит от освещения.

Свет – вид материи, одновременно обладающий корпускулярными и волновыми свойствами (дуализм). С корпускулярной точки зрения – это поток фотонов перемещающихся в вакууме со скоростью 300 000 км/с (в других средах с меньшей скоростью) и не существующих в состоянии покоя; волновой свет – это электромагнитная волна в диапазоне длин от 380 нм (фиолетовый) до 770 нм (красный).

Спектр электромагнитных волн делится на следующие диапазоны:

1. Радиоволны – длина 100 км – 0,1 мм;

2. Инфракрасное излучение – длина 0,1 мм – 770 нм;

3. Видимый свет – длина 770 нм – 380 нм;

4. Ультрафиолетовое излучение – длина 380 нм – 1 нм;

5. Рентгеновское излучение – длина 1 нм – 0,001 нм;

6. Гамма-излучение – длина менее 0,001 нм.

Человеческий глаз способен реагировать только на видимый свет, энергия электромагнитной волны которого трансформируется в нервные импульсы, передаваемые зрительным нервом к зрительной зоне больших полушарий мозга. Спектральный состав солнечного излучения является наиболее благоприятным для человеческого глаза, поэтому при разработке источников искусственного освещения их спектральный состав излучения стараются максимально приблизить к солнечному.

Г лаз человека воспринимает множество цветовых оттенков, причем цвет является отражением в ощущениях спектрального состава света, а действие света на глаз характеризуется функцией видимости. Наибольшая чувствительность глаза к зеленому свету с длиной волны λ = 555 нм (υ_λ = 1), а наименьшая на границах видимого света (рис. 2.1). Поэтому, чтобы обеспечить одинаковое зрительное ощущение, поток света с длиной 500 нм (υ_λ = 0,5) должен иметь вдвое большую мощность, чем с длиной 555 нм.

Рис. 2.1 – График функции видимости

Естественное освещение обладает способностью обеззараживать воздух, питьевую воду и продукты питания. Наибольшую бактерицидной способностью обладают ультра-фиолетовые волны с длиной 254...257 нм.

2.2. Физические характеристики света

Раздел физики, занимающийся изучением методики и техники измерения параметров источников света, потоков световой энергии и их проявлений, называется фотометрией. Ниже приведены основные фотометрические величины.

Лучистый поток – количество энергии, переносимой излучением через какую-либо поверхность в единицу времени

(2.1)

Единица измерения – ватт (Вт), измерить его можно по времени и количеству теплоты, которое получит тело при полном поглощении излучения.

Световой поток – часть лучистого потока, которая вызывает зрительные ощущения и характеризует мощность видимой части спектра излучения. Единица измерения – люмен (лм), является технической характеристикой осветительных приборов. Полный световой поток в случае точечного источника

---

(2.2)

Сила света – отношение светового потока F к величине телесного угла Ω, из которого он выходит

(2.3)

Единица измерения – кандела (кд), основная величина системы СИ.

Освещенность – отношение светового потока, падающего на элемент площади, к величине этой площади

(2.4)

Является нормируемой величиной, единица измерения – люкс (лк),

1 лк = 1 лм/1 м².

Закон Ламберта: освещенность поверхности от точечного источника света прямо пропорциональна косинусу угла его падения и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника

(2.5)

Зависимостью освещенности от угла падения объясняется смена времен года на Земле. Освещенность предметов имеет большое значение в производственной деятельности: точные работы требуют освещенности 100 лк, чтение – 30...50 лк. Освещенность прямыми лучами Солнца в летний день может достигать 100 000 лк, полная Луна создает освещенность порядка 0,2 лк.

Яркость – отношение силы света элемента поверхности в заданном направлении к площади проекции на данное направление

(2.6)

Единица измерения – нит (нт), причем 1 нт = 1 кд/1 м². Яркость входит в число гигиенических норм освещенности рабочих мест.

2.3. Типы естественного освещения помещений

Естественное – освещение помещений прямым, отраженным или рассеянным солнечным светом, проникающим через проемы в ограждающих конструкциях зданий.

Естественное освещение характеризуется высокой дифузностью (рассеянностью), положительно влияющей на органы зрения человека. Такое освещение не является постоянным, его интенсивность меняется в зависимости от широты местности, времени года и времени суток. Именно непостоянство во времени естественного освещения обусловило введение коэффициента естественной освещенности (КЕО) – важной расчетной светотехнической величины.

Рис. 2.2 – Распределение естественного освещения: 1 – уровень условной рабочей поверхности, 2 – пространственное распределение интенсивности освещения, 3 – средний уровень освещенности; М – точка минимальной освещенности

Существует три типа естественного освещения:

- боковое – осуществляется через световые проемы в наружных стенах, в свою очередь делится на одностороннее (рис. 2.2, а) и двустороннее (рис. 2.2, б);

- верхнее – осуществляется через световые отверстия в крышах, аэрационные и защитные фонари (рис. 2.2, в);

- комбинированное – сочетание верхнего и бокового типов освещения (рис. 2.2, г).

2.4. Гигиенические нормы освещенности робочих мест

Как отмечалось выше, одной из главных величин, характеризующих качество естественного освещения, является коэффициент естественного освещения, определяемый по формуле

, (2.6)

где Е_вн – освещенность внутри помещения, лк; Е_внеш – освещенность под открытым небом, лк.

КЕО нормируется для производственных помещений в зависимости от категории зрительных работ. Для учебных классов, мастерских и лабораторий он должен составлять: 1,5...2% – в условиях бокового освещения; 2...4% при верхнем или комбинированном освещении. КЕО определяется экспериментально с помощью люксметра.

---

Световой коэффициент является второй характеристикой эффективности естественного освещения и определяется по формуле

(2.7)

где Ѕ_о – суммарная площадь окон, м²; Ѕ_п – площадь пола, м². Для учебных помещений значение светового коэффициента должно находиться в пределах 0,20...0,25.

Распределение светового потока по рабочей зоне характеризует угол освещенности, определяемый по формуле

(2.8)

где Н – расстояние от верхнего края до плоскости рабочей поверхности, м; В – расстояние от рабочего места до конца рабочей поверхности, м. На рабочих местах угол освещенности должен быть не менее 27°.

Нормы естественного освещения помещений устанавливают с учетом обязательной очистки стекол – не менее четырех раз в год для помещений с незначительным выделением пыли.

2.5 Виды расчетов естественного освещения

Существует два вида расчетов естественного освещения:

1. Проектный расчет – используется для определения количества световых проемов (окон и фонарей) и их площади на стадии проектирования производственных помещений.

По размерам помещения при проектном расчете в первую очередь определяется тип освещения согласно рекомендаций, приведенных в п. 2.3. Если освещение боковое, то определяется суммарная площадь окон по формуле

(2.9)

где е_min – минимальное допустимое значение КЕО для данного разряда зрительных работ, %; Ѕ_п – суммарная площадь пола, м²; τ_в = 0,3...0,5 –коэффициент светопропускания окна; k – коэффициент, учитывающий степень затемнения окон стоящими напротив зданиями; r₁ – коэффициент, учитывающий отражение света от конструктивных элементов при боковом освещении; η_о – световая характеристика окон.

При верхнем освещении определяется суммарная площадь фонарей. Для этого сначала находят среднее значение КЕО

(2.10)

где п –количество точек определения КЕО, причем первое и последнее места должны быть соответственно максимально приближены и максимально удалены от светового отверстия. Суммарная площадь фонарей определяется по формуле

(2.11)

где r₂ – коэффициент, учитывающий отражение света от конструктивных элементов при верхнем освещении; η_л – светотехническая характеристика светильников.

2. Проверочный расчет – заключается в определении фактического значения КЕО в эксплуатируемых и реконструируемых помещениях. При проверочном расчете экспериментальным путем определяется фактическое значение КЕО по формуле (2.10) и сравнивается с нормативным значением. Освещение считается удовлетворительным, если выполняется условие

е_ф ≥ е_н. (2.12)

При невыполнении условия (2.12) необходимо увеличить площадь окон или светильников в помещении.

Самостоятельная работа № 2

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель работы: изучить методики расчета естественного освещения производственных помещений на примерах решения практических задач.

---