Файл: Uchebnoe_posobie_OT.doc

Таблица 3.2 – Значения коэффициента запаса

Характеристика помещения	Люминесцентные лампы	Лампы накаливания
Значительное выделение пыли	2,0	1,7
Среднее выделение пыли	1,8	1,5
Малое выделение пыли	1,5	1,3
Открытые пространства	1,5	1,3

Световой поток определяем по формуле (3.6)

(лм),

где z = 1,1 – коэффициент неравномерности освещения для люминесцентных ламп (для ламп накаливания он составляет z = 1,15).

По полученному световому потоку по Приложению И выбираем газоразрядную лампу типа ЛБ-80 со световым потоком F₁ = 5 220 лм.

Расчет местного освещения заключается в определении светового потока (или мощности) лампы накаливания. Определяем требуемый световой поток

лм,

где Н_С = 2 м – расстояние от ламп до освещаемой поверхности; ξ = 120 – показатель, определяемый по графику 3.3.

По Приложению И выбираем тип лампы накаливания НГ-500, имеющей световой поток F = 8 300 лм.

Задание для самостоятельной работы №3

Произвести расчет общего и местного искусственного освещения производственного помещения указанного типа. Исходные данные для расчета взять из табл. 3.3, расчет выполнить методом коэффициента использования светового потока.

Таблица 3.3

№	Тип производственного помещения	а, м	b, м	Н, м	h, м
1	Зал ожидания для посетителей	3	5	3,2	0,8
2	Зал заседаний	30	12	3,5	0,8
3	Рабочая комната	4	2,5	3,0	0,8
4	Фойе	10	6	4,5	-
5	Читальный зал	12	8	4	0,8
6	Книгохранилище	60	30	6	-
7	Вестибюль	10	6	4	-
8	Коридор	10	2	3	-
9	Участок ремонта узлов двигателя	9	4,5	4	0,8
10	Лестничная клетка	3	3	3	-
11	Участок мойки автомобилей	10	2,5	4,5	0,8
12	Участок технического обслуживания	20	14	4	0,8
13	Гардероб	8	7	3,3	-
14	Участок текущего ремонта автомобилей	20	15	4	0,8
15	Смотровая яма	10	1,5	2	-
16	Зона обработки металлов давлением	20	18	4	0,8
17	Шиномонтажное отделение	8	7	3,5	0,8
18	Зона хранения автомобилей	40	20	4	-
19	Столярная мастерская	5	5	4	0,8
20	Зона ремонта электрических систем	6	4	3,5	0,8
21	Участок покраски автомобилей	18	15	4,5	0,8
22	Столовая	40	15	3,5	0,8
23	Санитарно-бытовое помещение	4	2	2,8	-
24	Литейный цех	70	35	5	0,8
25	Медницко-жестяницкое отделение	20	10	4	0,8
26	Участок диагностики зажигания	10	8	3,5	0,8
27	Электрощитовая	3	2	3	-
28	Открытая площадка для хранения автомобилей	50	40	7	-
29	Помещение ремонта сигнализации	8	4	4	0,8
30	Участок диагностики и ремонта систем питания	6	6	4,5	0,8

---

Практическое занятие № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы: освоить методику измерения освещенности рабочих мест искусственным светом, изучить виды расчетов искусственного освещения.

Приборы и инструменты: люксметр Ю 116 з насадками типов К, М, П и Т, рулетка.

Теоретическая часть

В связи с тем, что естественное освещение зависит от времени года и времени суток, а потому не является постоянной величиной, для обеспечения нормативной освещенности помещений используют также искусственное освещение. Вместе естественное и искусственное освещение рабочих помещений формируют комбинированное освещение. Для искусственного освещения, как и для естественного, основной характеристикой является освещенность рабочих поверхностей, которая измеряется люксметром.

Л юксметр – прибор для измерения освещенности. Используемый в лабораторной работе люксметр Ю-116 (рис. 3.4) состоит из селенового фотоэлемента, который преобразует световую энергию в энергию электрического тока, и измеряет этот фототок с помощью микроамперметра стрелочного, проградуированного в единицах освещенности.

Разные шкалы соответствуют различным диапазонам измеряемой освещенности, переход от одного диапазона к другому осуществляют с помощью переключателя, изменяющего сопротивление электрической цепи. Люксметр данного типа имеет два диапазона измерений: от 0 до 30 лк и от 0 до 100 лк).

Рис. 3.4 – Люксметр Ю 116

Более высокие значения освещенности можно измерять, используя светорассеивающие насадки М, П и Т на фотоэлемент, которые ослабляют падающее на элемент излучение в 10, 100 и 1 000 раз соответственно.

Кривые относительной спектральной чувствительности селенового фотоэлемента и среднего человеческого глаза неодинаковы, поэтому показания люксметра зависят от спектрального состава излучения. Обычно приборы градуируют лампой накаливания (как и сделано в люксметре Ю 116), а при измерении освещенности, создаваемой излучением иного спектрального состава, применяют полученные поправочные коэффициенты: k = 1,17 – для люминесцентных ламп типа ЛБ; k = 0,99 – для люминесцентных ламп типа ЛД; k = 0,8 – для естественного света.

Погрешность измерений такими люксметрами составляет не более 10% измеряемой величины. Для сверхточных измерений используют люксметры более высокого класса, оснащенные светофильтрами, в сочетании с которыми спектральная чувствительность фотоэлемента приближается к чувствительности глаза. Также они комплектуются насадкой для уменьшения погрешности при измерении освещенности, создаваемой светом, падающим под углом, и контрольной приставкой для поверки чувствительности прибора. Пространственные характеристики освещения измеряют люксметрами с насадками сферической и цилиндрической формы. Погрешность измерений наиболее современных люксметров не превышает 1%.

---

При исследовании искусственного освещения применяется три основных метода:

- метод ватт – используется для приближенной проверки соответствия освещенности данного помещения нормативным величинам. Согласно данному методу сначала определяется удельная мощность осветительных ламп

(3.10)

где W_сум – суммарная мощность осветительных ламп в данном помещении, Вт; S – площадь пола в помещении, м².

Приближенная освещенность в помещении определяется по формуле

(3.11)

где х = 2,5 – для ламп накаливания и х = 15 – для люминесцентных ламп;

- метод коэффициента использования светового потока применяется при расчете общего равномерного освещения горизонтальных рабочих поверхностей с учетом световых потоков, отраженных от потолка и стен. Данный метод позволяет определить необходимую мощность ламп, если задано их количество, или определить количество ламп по известной мощности. Пример применения метода коэффициента использования светового потока приведен в практическом занятии № 2;

- точечный метод используется значительно реже, чем два предыдущих и заключается в расчете локализованного освещения или проверке имеющегося освещения в конкретных местах освещаемой поверхности. Данный метод позволяет точно учесть освещенность, создаваемую световым потоком, отраженным от стен и потолка.

Порядок выполнения работы

1. Детально ознакомиться с конструкцией и принципом действия люксметра.

2. Установить на фотоэлемент насадки К и Т, после чего определить естественную освещенность под открытым небом в месте, указанном преподавателем. Поскольку прибор настроен на свет ламп накаливания, полученный результат освещенности следует умножить на исправительный коэффициент k = 0,8.

3. Определить освещенность искусственным светом в нескольких точках помещения, начиная от стены с окнами с шагом 1 м. Замеры проводить при затемненных окнах.

4. По данным измерений построить график изменения искусственной освещенности по ширине аудитори

Е_і = Е (х)

и найти среднее значение освещенности.

5. Определить коэффициент естественной освещенности (КЕО) по формуле (2.6) для каждого из мест измерения.

6. По данным расчетов построить график изменения КЕО по ширине аудитори

е_і = е (х).

7. Определить среднее значение КЕО в исследуемом помещении по формуле 2.10.

8. Вычислить значение светового коэффициента по формуле 2.7.

9. По формуле 2.8 определить угол освещенности.

10. Определить общую освещенность помещения искусственным и естественным светом в тех же точках, убрав затемнение окон.

11. По данным измерений построить график изменения общей освещенности по ширине аудитори

Е_і = Е (х)

и найти среднее значение общей освещенности.

12. Определить КЕО по формуле (2.6) для каждого из мест измерения.

13. По данным расчетов построить график зависимости КЕО как функцию расстояния до окон

---

е_і = е (х).

14. Определить среднее значение коэффициента естественной освещенности в исследуемом помещении по формуле 2.10.

15. Результаты измерений и расчетов заносим в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Результаты измерений и расчетов

Тип освещения	Е1, лк	…	Еп, лк	е1, %	…	еп, %	есер, %	Кс	α
Искусственное
Комбинированное

16. Сделать выводы относительно соответствия данного помещения нормам освещенности по значению КЕО, угла освещенности и светового коэффициента в темное время суток.

17. Сделать выводы относительно соответствия данного помещения нормам освещенности по значению КЕО, угла освещенности и светового коэффициента в светлое время суток.

Вопросы для самоконтроля

1. Какая величина называется освещенностью?

2. Что является источником искусственного освещения?

3. Какова физическая природа света?

4. Какие физические характеристики света существуют?

5. В чем заключается физический смысл функции видимости?

6. Какие существуют типы искусственного освещения?

7. Какие существуют особенности освещения рабочих помещений икусственным светом?

8. Сколько типов расчета искусственного освещения существует и в чем заключается их суть?

9. Какая величина является нормативной при оценке освещения рабочих мест?

10. Опишите конструкцию и принцип действия люксметра.

РАЗДЕЛ 4. ШУМЫ И ВІБРАЦИИ

4.1. Классификация шумов

Шумы – волны звукового (акустического) диапазона, образованные колебаниями твердых, жидких или газообразных тел. Звук распрстраняется только в упругих средах (жидкости, газы, твердые тела), скорость его распространения в газах определяется по формуле

(4.1)

где γ – показатель адиабаты (для воздуха γ = 1,4); R = 8,31 Дж/(моль·К) – универсальная газовая постоянная; μ – молярная масса газа, кг/моль; Т – температура газа, К.

В зависимости от размера и вида звукопроводящего материала волны могут быть двух типов:

- продольные – направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения волны. Такие волны образуют в звукопроводящем материале зоны повышенного и пониженного давления, меняющие со временем свое положение и вызывающие растяжение-сжатие материала;

- поперечные – направление колебаний частиц среды перпендикулярно направлению распространения волны. Подобные волны вызывают сдвиг в звукопроводящих материалах, поэтому имеют место лишь в твердых телах.

В табл. 4.1 приведены скорости распространения волн в некоторых материалах.

Таблица 4.1- Скорости распространения звуковых волн

Вещество	Скорость распространения волн, м/с
	продольных	поперечных
Алюминий	6 320	3 130
Железо	5 900	3 230
Медь	4 730	2 300
Цинк	4 120	2 350
Кварцевое стекло	5 570	3 520
Вода	1 481	–
Воздух	331	–

---

Источником шума на производстве зачастую является работающее оборудование, транспортные средства, системы кондиционирования и очистки воздуха. Шумы на производстве и в быту нежелательны, поскольку они негативно влияют на организм человека.

Физическими характеристиками шумов являются:

- амплитуда А – максимальное отклонение точки тела, совершающего колебательное движение, от ее начального положения. Единица измерения амплитуды – миллиметр (мм);

- частота f – количество полных колебаний точки в единицу времени. Единица измерения частоты – герц (Гц). Ухо человека имеет наибольшую чувствительность в области частот 1000...3000 Гц;

- период Т – время одного полного колебания точки тела

(4.2)

Единица измерения периода – секунда (с).

- круговая частота ω – количество полных колебаний за 2π секунд

(4.3)

Единица измерения круговой частоты – радиан в секунду (рад/с).

- интенсивность (сила звука) І – количество энергии, проходящей за 1 с через единицу площади, перпендикулярную к направлению ее распространения. Единица измерения интенсивности – ватт на метр квадратный (Вт/м²).

Звуки воспринимаются человеком лишь тогда, когда их интенсивность лежит в пределах от 10^-12 до 10 Вт/м². Минимальное значение называется нижним порогом слышимости, а максимальное – болевым порогом ощущения, причем эти значения разные для разных частот звука. Зависимость порогов слышимости от частоты звуковой волны приведена в Приложении К.

- звуковое давление Р – абсолютная разница между давлением в данной точке пространства и атмосферным давлением. Единица измерения звукового давления – Паскаль (Па).

По слуховым ощущениям звук характеризуется следующими величинами:

- уровень интенсивности (громкость) – сложная функция интенсивности (главным образом) и частоты звука

(4.4)

где І₀ = 10^-12 Вт/м² – нулевой уровень интенсивности, которая равна порогу слышимости при частоте 1000 Гц; І – интенсивность звука. Единица измерения уровня интенсивности – бел (Б), однако на практике используют ее десятую часть – децибел (дБ);

- высота – функция частоты звука. Удвоение частоты называется октавой, утроение – квинтой, отношения частот 3:4 – квартой. Человек улавливает разницу в частоте двух звуков до 0,1 Гц;

- тембр – оттенок, по которому отличаются звуки одинаковой высоты и силы от разных источников. Определяется набором частот простых колебаний, входящих в состав звука.

По частотным диапазонам шумы делятся на три типа:

- инфразвук – колебания с частотой от 0 до 16 Гц, возникающие при колебаниях и внезапных движениях массивных тел и не вызывающие при этом звукового ощущения.

- звуковые (акустические) – колебания с частотой от 16 до 20 000 Гц. В свою очередь, делятся на низкочастотные (диапазон от 16 до 350 Гц), среднечастотные (диапазон от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (с частотой более 800 Гц);

---