При боковом естественном освещении минимальное значение освещенности нормируется :
- при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;
- при двустороннем - в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности.
При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО.
Расчет естественного освещения производится путем определения КЕО в различных точках характерного разреза, помещения. Учитывается световой поток прямого диффузного света небосвода, а также света, отраженного от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.
Результат расчета естественного освещения - определение площади световых проемов и их размещение.
Для расчета естественного освещения необходимо иметь следующие данные: длину и ширину помещения, количество проемов, значение коэффициента отражения стен и потолка, коэффициентов светопропускания и затенения окон противостоящими зданиями, а также степень точности выполняемой работы.
Для обеспечения нормированного значения КЕО площадь световых проемов определяется по формуле:
- при боковом освещении:
где ей - нормированное значение КЕО;
So, Sф - площадь окон и фонарей соответственно;
Sn - площадь пола;
- общий коэффициент светопропускания, характеризующий потерю света, в материале остекления;
r1,r2 - коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет отраженного света; Ориентировочно значение r1 можно принимать в пределах 1.5-3.0; причем большее значение при боковом одностороннем освещении, меньшее при боковом двухстороннем; r2 выбирают в пределах 1.1-1.4
- световая характеристика окна и фонаря;
Кзд - коэффициент, характеризующий затенение окон от противостоящих зданий 1.0-1.5
Кр - коэффициент запаса (принимается равным 1,5-2), причем меньшее значение используется при вертикальном светопропускании
Определив площадь световых проемов Snp и зная площадь окон Sок. определяют количество окон:
.
При выборе источника света искусственного освещения принимают во внимание следующие характеристики:
1. электрические (номинальное напряжение, В; мощность лампы, ВТ),
2. светотехнические (световой поток лампы, лм; максимальная сила света Imax, КД),
3. эксплуатационные (световая отдача лампы ф = F/P, лм/Вт; полезный срок службы),
4. конструктивные (форма колбы лампы, форма тела накала прямолинейная, спиральная; наличие и состав газа, заполняющего колбу, его давление).
В качестве источников света применяют газоразрядные лампы и лампы накаливания.
Лампы накаливания - источник света теплового излучения.
Преимущества - удобство в эксплуатации (могут работать при значительных отклонениях напряжения сети от номинального, практически не зависят от условий окружающей среды и температуры, световой поток к концу срока службы снижается незначительно -15%), простота изготовления.
Недостатки - низкая световая отдача (7-20 лм/Вт), малый срок службы (до 2,5 тыс. ч), в спектре преобладает желто-красная часть, искажают цветопередачу.
Разновидности ламп накаливания - вакуумные, газонаполненные, галогенные.
Газоразрядные лампы - источники света, в которых излучение оптического диапазона спектра возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явления люминесценции.
Преимущества - большая световая отдача (50-100 лм/Вт), большой срок службы (10 тыс.ч), возможность получить световой поток практически в любой части спектра, подбирая соответствующим образом инертные газы и пары металлов.
Недостатки - пульсация светового потока, возможность стробоскопического эффекта, длительный период разгорания ("10-15 с). Разновидности газоразрядных ламп - люминесцентные (дневного света ДД, белого света ЛБ и др.), дуговые ртутные люминесцентные ДРЛ, галогенные ДРД (дуговые ртутные с диодом), ксеноновые ДКсТ (дуговые ксеноновые трубчатые) и ряд др.
Светильник представляет собой источник света и осветительную арматуру. Функциональное назначение светильников:
- перераспределение светового потока лампы.;
- предохранение глаз работающего от воздействия больших яркостей источника света.
Характеристики светильников:
- кривая силы света в полярной системе координат - характеризует светильник с точки зрения распределения световой энергии.
Рис. 7.2
- угол защиты - угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала с. противоположным краем отражателя.
Рис. 7.3
КПД - отношение фактического светового потока светильника к световому потоку лампы:
По распределению светового потока различают светильники прямого, рассеянного, отраженного света.
По конструктивному исполнению - открытые, закрытые, пыленепроницаемые, влаго и взрывозащищенные.
По назначению - светильники общего и местного освещения.
Искусственное освещение нормируется в соответствии со СНиП 23-05-95. Нормируемыми характеристиками искусственного освещения являются:
- количественные - величина минимальной освещенности;
- качественные - показатель ослепленности и дискомфорта, глубина пульсации освещенности.
Величина минимальной освещенности устанавливается по характеристике зрительной работы, которую определяют наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта о фоном и характеристикой фона. Различают 8 разрядов и 4 подразряда работы в зависимости от степени зрительного напряжения. Деление разрядов на подразряды дает возможность более дифференцирование выбрать освещенность для каждой зрительной работы.
Для газоразрядных ламп нормируемая величина освещенности выше, чем для ламп накаливания из-за большей светоотдачи этих ламп. В том и другом случаях относительная экономичность системы освещения или источников света используется для приближения к оптимальным условиям освещения.
Задачей расчета искусственного освещения является определение потребной мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности. Проектирование искусственного освещения осуществляют в следующей последовательности:
1. Выбор типа. источника света. Для общего освещения производственного помещения, как правило, применяют газоразрядные лампы, для местного - лампы накаливания.
2. Определение системы освещения (общее или комбинированное). Эффективнее система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна, т.к. создает равномерное распределение световой энергии. Местное освещение повышает освещенность, а также создает необходимую направленность светового потока. В производственном помещении не допускается использовать одно местное освещение (для исключения частой переадаптации зрения ввиду неравномерности освещения).
3. Выбор типа светильников с учетом характеристик светораспределения, ограничения прямой блескости, по экономическим показателям, условиям среды, а также с учетом требований взрыво- и пожа-робезопасности.
4. Определение количества светильников и их распределение, Светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно.
5. Определение нормы освещенности на рабочих местах (в зависимости от размера объекта различения, фона, контраста).
Расчет искусственного освещения осуществляют следующими методами:
1. метод светового потока (Ecp=f(F));
2. точечный метод (E=f(I));
3. метод удельной мощности.
Метод коэффициента использования светового потока применим для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности. Световой поток лампы (или группы ламп светильника) определяется изображением:
где Ен освещенность в соответствии с нормами, S - площадь помещения, k - коэффициент запаса (1.4...1.8), Z - коэффициент неравномерности освещенности по помещению (1.1...1.2), N - количество светильников,
- коэффициент использования светового потока - зависит от геогеометрии помещения, коэффициента отражения потолка и стен, типа светильника.
Определив Fл, подбирается по справочнику ближайшая стандартна лампа и определяется общая электрическая мощность осветительной установки.
[Вт]
Допускается отклонение расчетного светового потока от фактического на величину -10% - +20%
Точечный метод пригоден для расчета любой системы освещения при произвольно-ориентированных рабочих поверхностях. В основу метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света (закон сохранения энергии для светотехники).
Для практических расчетов используют введение коэффициента запаса и производят замену г на h/cos(), тогда:
Определив освещенность от условной лампы, подсчитывают необходимый поток лампы для создания освещенности в соответствии с нормами:
[лм]
Подбирают стандартную ближайшую лампу, обеспечивающую рассчитанный световой поток и, наконец, рассчитывают суммарную электрическую мощность всей системы освещения.
Метод удельной мощности является наиболее простым, но наименее точным, поэтому его используют при ориентировочных расчетах.
Метод позволяет определить мощность лампы Рд (Вт) для создания в помещении нормируемой освещенности:
где р - удельная мощность, Вт/м2;
S - площадь помещения, м2;
n - число ламп в осветительной установке.
Удельная мощность представляет собой частное от деления суммарной мощности лампы на площадь помещения.
Она зависит от выбранной нормы освещения, типа светильника, высоты его подвеса, отражающих свойств помещения.
Имеются таблицы удельной мощности, составленные на основе рассчитанных для типовых значений коэффициента использования светового потока.
При пользовании этими таблицами расчетные значения для освещения 100 лк от реально применяемых светильников округляется делением табличных значений на выражение в долях единицы значения КПД светильников.
Пример расчета:
В помещении площадью S=A*B=16*10=160 m2 с рn=0.5; рс=0.3; рр=0.1 на расчетной высоте h=3.2 m предполагается установить светильники типа ЛСП 02-2х40-10 (КСС типа Д-3, КПД=60%) с ЛЛ типа ЛБ.
Требуется определить необходимое число светильников для создания освещенности Е=300 лк при коэффициенте запаса rз =1.8 и коэффициенте неравномерности z= 1.1.
В таблице находим =2.9 Вт/м2. Но так как в таблице Е= 100 лк, rз=1.5 и КПД = 100%, то пропорциональным пересчетом определяем:
Вт/м2
Число светильников:
шт.
Таким образом, принимаем три ряда светильников (итого 36).
8. Производственный шум
Шумом принято называть нежелательное для восприятия органами слуха человека беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.
Источниками шума являются все тела, находящиеся в состоянии колебаний (воздух, вода, металл и т.п.).
Влияние шума на человека пока еще недостаточно полно изучено. Это объясняется сложностью выделения влияния шума из комплекса факторов внешней среды, воздействующих на человека, и отсутствием четких критериев его оценки. Реакция организма на шум зависит от многих факторов. Некоторые люди терпимы к нему, у других он вызывает неудовольствие, у третьих -нарушает самочувствие, сон, нормальную трудовую деятельность. Причиной различного восприятия шума может быть возраст, состояние здоровья, характер деятельности человека, его настроение.
Уровень шума и фактор времени имеют решающее значение. Степень раздражающего воздействия зависит и от того, на сколько шум превышает привычный окружающий фон, какова заключенная в нем информация.
Влияние производственного шума на организм человека также может сопровождаться развитием профессиональных заболеваний. Длительное воздействие шума на человека может привести к частичной, а иногда значительной потере слуха - профессиональной тугоухости и оказывать глубокое воздействие на весь организм человека. Уже при шуме 130 дБ человек испытывает болевые ощущения. Шум в 150 дБ для человека, непереносим, а в 190 дБ вырывает заклепки из металлических конструкций. Шум, обладая кумулятивными качествами, накапливаясь в организме, оказывает вредное воздействие в первую очередь на центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Шум -источник и причина многих-заболеваний и функциональных расстройств. Как показали результаты медико-биологических исследований, каждый" децибел шума сверх допустимой нормы снижает производительность труда на один процент, увеличивает риск потери слуха на полтора процента и на полпроцента - риск сердечно-сосудистых расстройств.
Частичная или полная потеря слуха - не редкое профессиональное заболевание во многих промышленно развитых странах. Неблагоприятное воздействие акустических колебании приводит не только к ухудшению слуха. От избыточного шума в организме снижается иммунный барьер и частота, заболеваний, причем самых различных - от простудных до гинекологических -увеличивается. Исследования показывают, что шумных предприятиях уровень заболеваемости выше среднего на 20%. Под влиянием шума повышается внутричерепное и кровяное давление, сердце начинает хуже сокращаться, нарушаются ритм дыхания и сон, нарушается работа эндокринной системы. Шум является причиной снижения работоспособности, ослабления памяти, внимания, остроты зрения, чувствительности к предупредительным сигналам. По мнению австрийского ученого Гриффита шум является причиной преждевременного старения в 30 случаях из 100, он сокращает жизнь человека в шумных городах на 8-12 лет. Под действием систематического шума производительность труда в ряде случаев снижается до 66%, а число ошибок в расчетных работах увеличивается более чем на 50%.