Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра промышленной безопасности и охраны труда

Отчёт

по лабораторной работе №5

«Исследование параметров освещения»

Выполнил: ст.гр. БТБ-15-02 С.Р. Хабибуллина

Проверил: доцент, к.х.н И.Р. Киреев

Уфа 2019

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Уфимский государственный нефтяной технический университет

Кафедра промышленной безопасности и охраны труда

Отчёт

по лабораторной работе №5

«Исследование параметров освещения»

Выполнил: ст.гр. БТБ-15-02 Д.Р. Булатова

Проверил: доцент, к.х.н И.Р. Киреев

Уфа 2019

ЦЕЛИ РАБОТЫ 1 Изучение нормируемых качественных и количественных характеристик освещения. 2 Изучение систем и видов освещения, источников света. 3 Ознакомление с приборами и методикой измерения параметров освещения. 4 Определение параметров искусственного и естественного освещения. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1 Основные характеристики освещения

Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы, производительностъ, качество труда и безопасность в значительной мере зависят от условий освещения.

Видимый свет - это электромагнитные волны длиной 380 до 760 им (1нанометр = 10'9м). Свет служит возбудителем зрительного анализатора живого организма. Наибольшая чувствительность органов зрения человека приходится на излучение с длиной волны 555 нм (жёлто-зелёный свет) и уменьшается к границам видимого спектра.

Освещение характеризуется количественными и качественными показателями.

Основные количественные показатели освещения: световой поток, сила света, освещенность, яркость.

Световым потоком (Ф) называется часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения; измеряется в люменах (лм).

Силой света (I) называется пространственная плотность светового потока; измеряется в канделах (кд); определяется выражением

I = dФ/d где dФ - световой поток, исходящий от источника света и распространяющийся равномерно внутри элементарного телесного угла, лм; d -величина элементарного телесного угла, ср.

Освещенность (Е) это отношение светового потока (Ф) к площади освещаемой им поверхности (S):

Е= dФ/dS.

Освещенность характеризует поверхностную плотность светового потока, измеряется в люксах (лк).

Яркость (L) поверхности под углом ф к нормали это отношение силы света dI, излучаемой, освещаемой или светящейся поверхностью в ЭТОМ направлении, к площади dS проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную этому направлению:

L=, где ф - угол между нормалью к светящейся поверхности и глазом наблюдателя. Яркость измеряется в кд /м2.

Для качественной оценки условий зрительной работы используют такие показатели, как фон, контраст объекта с фоном, коэффициент пульсации: освещенности, показатель ослепленности, показатель дискомфорта, спектральный состав света.

Фон - поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается.

Фон характеризуется способностью поверхности отражать падающий на нее световой поток. Эта способность (коэффициент отражения р) определяется как отношение отраженного от поверхности светового потока Ф_отр к падающему на нее световому потоку Ф_пад:

р=Ф_отр /Ф_пад

В зависимости от цвета и фактуры поверхности значения коэффициента отражения находятся в пределах 0,02… .0,95. При р>0‚4 фон считается светлым; при р=0‚2...0,4 средним; при р<0‚2 темным.

Контраст объекта различения с фоном (К) определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона:

К =(Lф - Lо)/Lф.

Контраст объекта различения с фоном считается: - большим при К более 0,5 (объект и фон резко отличаются по яркости); - средним при К от 0,2 до 0,5 (объект и фон заметно отличаются по яркости); - малым при К менее 0,2 (объект и фон мало отличаются по яркости).

Коэффициент пульсации освещенности (Кn) это критерий глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока:

К„ = Е_max – Е_min / 2Е_ср *100%‚

где Е_max ‚ Е_min , Е_ср - максимальное, минимальное и среднее значения освещенности за период колебаний, лк .

Показатель ослепленности (Р) - критерий оценки слепящего действия осветительной установки, определяемый выражением

Р = (S-1) 1000, где S - коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения. Показатель ослепленности оценивается в относительных единицах.

Показатель дискомфорта М критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения, выражающийся формулой

M = где L_c -яркость блеского источника, кд/м2;

ω -угловой размер блеского источника, стер;

φθ - индекс позиции блеского источника относительно линии зрения;

Lад—яркость адаптации, кд/м2.

2 Системы и виды освещения

Различают следующие виды освещения: естественное, искусственное и совмещенное.

При освещении помещений используют естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами, рассеянными солнечными лучами, рассеянным светом небосвода и меняющимся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы; искусственное освещение, которое создается электрическими источниками света, и совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным.

С физиологической точки зрения естественное освещение наиболее благоприятно для человека. Оно в течение дня меняется в достаточно широких пределах в зависимости от состояния атмосферы (облачности).

Различают естественное боковое освещение (через световые проемы в наружных стенах) и естественное верхнее освещение, при котором световой поток поступает через световые проемы, расположенные в верхней части (крыше) здания.

Если используются оба вида освещения, то оно называется комбинированным.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в зависимости от времени суток, года, метеорологических условий. Поэтому в качестве критерия оценки естественного освещения принята относительная величина -коэффициент естественной освещенности (КЕО), не зависящий от вышеуказанных параметров.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) -отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений) Ев, к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода Е_н; выражается в процентах, т.е.

е = ( Ев/Ен )*100 %.

Величины КЕО для различных помещений лежат в пределах 0,1…12%. Искусственное освещение может быть двух систем общее освещение и комбинированное освещение.

Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях.

3 Нормирование освещения

Естественное и искусственное освещение в помещениях производственных, жилых и общественных зданий регламентируется нормами СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение».

В производственных помещениях показатели освещения нормируются в зависимости от характера зрительной работы‚ системы и вида освещения, фона, контраста объекта с фоном. Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения (например, при работе с приборами толщиной линии градуировки шкалы, при чертежных работах толщиной самой тонкой линии). В зависимости от размера объекта различения все виды работ, связанные со зрительным напряжением, делятся на восемь разрядов, которые в свою очередь в зависимости от фона и контраста объекта с фоном делятся на четыре подразряда (а, б. в‚ г).

В помещениях общественных, жилых и других вспомогательных зданиях для определения нормируемых показателей освещенности используется таблица из СНиПа 23-05-95*.

Таблицы норм содержат минимально допустимые значения освещенности при использовании газоразрядных ламп. Если использованы для освещения лампы накаливания, то значение освещенности, указанное в таблицах, снижается на одну ступень по следующей шкале: 15, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000.

Искусственное освещение производственных помещений нормируется количественными (минимальной освещенностью) и качественными показателями (показателями ослепленности и дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности).

Для улучшения видимости объектов в поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блескость. Блескость - это повышенная яркость светящихся поверхностей, вызывающая нарушение зрительных функций (ослепленность), т.е. ухудшение видимости объектов. Блескость ограничивают уменьшением яркости источника света, правильным выбором защитного угла светильника, увеличением высоты подвеса светильников, правильным направлением светового потока на рабочую поверхность, а также изменением угла наклона рабочей поверхности. Где возможно, блестящие поверхности следует заменять матовыми.

Колебания освещенности на рабочем месте, вызванные резкими изменениями напряжения в сети, т.е. пульсация освещенности, приводит к быстрому утомлению зрения, вызывает в некоторых случаях покраснение глаз, головную боль.

Пульсация может привести к стробоскопическому эффекту, котла при пульсирующем освещении вращающихся объектов возникает иллюзия их вращения в противоположную сторону или полной остановки. Данный эффект на практике, провоцируя ошибочные действия операторов, приводит к авариям и травмам.

Сглаживание пульсации достигается применением нескольких рядом работающих ламп со сдвигом фаз питающего натяжения, повышением частоты переменного тока (5 >1000 Гц), применением электронных пускорегулирующих аппаратов.

Искусственное освещение помещений общественных и жилых зданий нормируется количественными (минимальной освещенностью) и качественными показателями (показателями дискомфорта, коэффициентом пульсации освещенности, показателем цилиндрической освещенности).

Цилиндрическая освещенность —это характеристика насыщенности помещения светом. Определяется как средняя плотность светового потока на поверхности вертикально расположенного в помещении цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.

4 Источники искусственного освещения

Для освещения помещений производственных, жилых и общественных зданий используют разрядные лампы или лампы накаливания. Видимое излучение в лампах накаливания получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити. В газоразрядных лампах излучение оптического диапазона возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явлений люминесценции, которое невидимое УФ-излучение преобразует в видимый свет.

Для освещения помещений производственных и общественных зданий, согласно СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», рекомендуется использовать разрядные лампы как наиболее экономичные. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп. Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе галогенные.

Основные преимущества газоразрядных ламп: высокая световая отдача (ДРЛ до 65 лм/Вт, люминесцентные -до.90 лм/Вт, ксеноновые и натриевые -110...200 лм/Вт); большой срок службы 5000…20000 ч, более близкий к естественному, солнечному спектр излучения.

К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести наличие вредных для биосферы и человека паров ртути и натрия при их разгерметизации, радиопомехи; сложную и дорогостоящую пускорегулирующую арматуру, включающую в некоторых случаях стартер, дроссели, конденсаторы; длительный период выхода отдельных типов ламп на номинальный режим (для лад/Щ ДРЛ З…5. мин), невозможность быстрого вторичного включения лампы при кратковременном отключении питающего напряжения.

Основным и существенным недостатком всех газоразрядных ламп является пульсация светового потока, т. е. непостоянство во времени, излучение света, вызванное переменным током в питающей сети и малой инерционностью процессов, сопровождающих работу этих ламп. Для стабилизации светового потока необходимо использовать дополнительную аппаратуру.

К преимуществам ламп накаливания следует отнести простоту их изготовления, удобство в эксплуатации. Эти лампы включаются в электрическую есть без использования каких-либо дополнительных устройств.

Основные их недостатки небольшой срок службы (до 2500 ч) и невысокая светоотдача (10...20 лм/Вт). Кроме того, спектр ламп накаливания, в котором преобладают желтые и красные лучи, значительно отличается от спектра естественного (солнечного) света, что вызывает снижение цветопередачи и не позволяет использовать данные лампы для освещения тех работ, для которых требуется различение оттенков цветов.

Галогенные лампы (ГЛН) это лампы накаливания с йодным циклом.

Наличие в колбе паров йода позволяет повысить температуру нити накала, т.е. световую отдачу лампы (до 40 лм/Вт). Пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя распылению вольфрамовой нити и увеличивая срок службы лампы до 3000 ч. Спектр излучения галогенной палицы более близок к естественному.

В последние годы все большее распространение получают светодиодные лампы. Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Светодиодные лампы имеют следующие преимущества: большой срок службы (до 100 000 часов); низкое энергопотребление; устойчивость к вибрации и механическим ударам; возможность использовать в различных климатических условиях при температуре от 60 до + 60°С; безвредная утилизация (не содержат вредных веществ).

Недостаток светодиодных ламп относительно высокая стоимость.

ИЗМЕРЕНИЕ ОСВЕЩЕННОСТИ

Для измерения освещенности применяются люксметры Ю-116 (10-117), действие которых основано на фотоэлектрическом эффекте, и цифровые люксметры «Аргус 01», «Аргус 07». Люксметр пульсметр «Аргус-07» используется также для определения коэффициента пульсации освещенности.

Замеры освещенности подлежат обработке по формуле

Еф = К₁ *К₂ *Еизм,

где Еф - фактическое значение освещенности, лк;

Е… показания прибора, лк; К₁ - коэффициент, зависящий от типа применяемых источников света и типа люксметра.

Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное _ сочетание местного и общего освещения называют комбинированным. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и имеется реальная опасность производственного травматизма. Искусственное освещение осуществляется в основном электрическими лампами или прожекторами.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

Рабочее освещение - освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения и для эвакуации людей.

Освещение безопасности - освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

Минимальная освещенность рабочих поверхностей при аварийном отключении должна составлять 5% от нормируемой освещенности рабочего освещения, но не менее 2 лк.

Эвакуационное освещение предназначено ш обеспечения эвакуации людей из производственного помещения при авариях н отключении рабочего освещения; организуется в местах, опасных для прохода людей (на лестничных клетках, вдоль основных проходов при наличии более 50 чел). Минимальная освещенность на полу основных проходов и на ступеньках при эвакуационном освещении должна быть не менее 0,5 лк, на открытых территориях не менее 0,2 лк.

Охранное освещение устраивают вдоль границ охраняемых территорий.

Наименьшая освещенность в ночное время 0,5 лк.

Дежурное освещение - освещение в нерабочее время.