Теоретическая часть
Данный раздел курсовой работысодержит краткие теоретические сведения о влиянии освещенности на безопасностьтрудовой деятельности, об основных светотехнических характеристиках, о расчетеи нормировании искусственного освещения./>Влияниеосвещенности на безопасность труда
Рациональное освещение помещений — один из наиболее важных
факторов, от которых зависитэффективность трудовой деятельности человека.
Наиболее важной областью оптическогоспектра электромагнитного излучения является видимый свет. Свет – этовозбудитель зрительной сенсорной системы, обеспечивающей нас информацией обокружающей среде. Параметры видимого света влияют на способность получатьощущения и восприятия об окружающей среде.
Освещение выполняет полезнуюобщефизиологическую функцию, способствующую появлению благоприятногопсихического состояния людей. С улучшением освещения повышаетсяработоспособность, качество работы, снижается утомляемость, вероятностьошибочных действий, травматизма, аварийности. Недостаточное освещение ведет кперенапряжению глаз, к общему утомлению человека. В результате снижаетсявнимание, ухудшается координация движений, что может привести при конкретнойфизической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкойосвещенности способствует развитию близорукости и других заболеваний, а такжерасстройству нервной системы. Повышенная освещенность тоже неблагоприятновлияет на общее самочувствие и зрение, вызывая, прежде всего, слепящий эффект.
/>Основныесветотехнические характеристики
Для гигиенической оценки условийосвещения используются светотехнические единицы, принятые в физике.
Видимое излучение – участок спектраэлектромагнитных колебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров(нм), воспринимаемый человеческим глазом.
Световой поток F – мощность лучистойэнергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческимглазом. За единицу светового потока принят люмен (лм).
Световой поток, отнесенный кпространственной единице – телесному углу ψ, называется силой светаIα:
Iα = dF/dψ (1)
где dF – световой поток, равномернораспределяющийся в пределах телесного угла dψ;
За единицу силы света принята кандела(кд).
Освещенность Е – плотность световогопотока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк):
E = dF/dS (2)
где dS – площадь поверхности, накоторую падает световой поток dF.
Яркость поверхности L в данномнаправлении – отношение силы света, излучаемого поверхностью в этомнаправлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярнуюданному направлению. Единица яркости – кандела на квадратный метр (кд/м2)
La=dIa/dS×cosa (3)
где dIa – сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении a.
Яркость освещенных поверхностейзависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинствеслучаев также от угла, под которым поверхность рассматривается.
Световые свойства поверхностейхарактеризуются коэффициентами отражения r, пропускания t и поглощения b. Эти коэффициенты безразмерные и измеряются в долях единицы(r + t+ b = 1) или в процентах:
r=Fr/F; t=Ft/F; b=Fb/F (4)
где Fr, Ft, Fb –соответственно отраженный, поглощенный и прошедший через поверхность световойпоток F – падающий на поверхность световой поток.
Требуемый уровень освещенностиопределяется степенью точности зрительных работ. Для рациональной организацииосвещения необходимо не только обеспечить достаточную освещенность рабочихповерхностей, но и создать соответствующие качественные показатели освещения. Ккачественным характеристикам освещения относятся равномерность распределениясветового потока, блескость, фон, контраст объекта с фоном и т. д.
Различают прямую блескость, возникшуюот ярких источников света и частей светильников, попадающих в поле зренияработающих, и отраженную блескость от поверхностей с зеркальным отражением.Блескость в поле зрения вызывает чрезмерное раздражение и снижаетчувствительность и работоспособность глаза. Такое изменение нормальныхзрительных функций называется слепимостью.
Слепящее действие зависит не толькоот блескости поверхности, направленной к глазу, но и от контраста различения сфоном (К), который определяется отношением абсолютной разности между яркостьюобъекта и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ослепленность.
Контраст объекта различения с фоном(К) считается:
большим – при К > 0,5;
средним – при К = 0,2 – 0,5;
малым – при К
Чтобы избежать слепящего действиясвета, необходимо подвешивать лампы на определенной высоте, которую выбирают взависимости от мощности лампы и защитного угла (угла падения света на рабочееместо) с учетом отражающих поверхностей. Для повышения видимости целесообразноувеличить контраст различаемых объектов, что более эффективно и экономично всравнении с увеличением освещенности рабочей поверхности. При повышенииконтраста следует учитывать цветность и коэффициенты отражения объектов и фона.
Фоном считается поверхность,прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой онрассматривается, фон характеризуется способностью отражать световой поток исчитается светлым при коэффициенте отражения поверхности r>0,4, средним при r=0,2–0,4 и темным при r
Для повышения равномерностираспределения яркостей в поле зрения потолки и стены рекомендуется окрашивать всветлые тона: салатовый, светло-желтый, кремовый, светло-зеленый или бирюзовый.
Производственное оборудованиерекомендуется окрашивать в светло-зеленые тона, движущиеся части –светло-желтые, а открытые механизмы в ярко-красный цвет
Для освещения производственных,служебных, бытовых помещений используют естественный свет и свет от источниковискусственного освещения.
/>Искусственноеосвещение. Нормирование и расчет
Искусственное освещениепредусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, илидля освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенностьотсутствует.
Искусственное освещение может бытьобщим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками,равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампамиодинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местноеосвещение рабочих мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборови т.д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкийконтраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза,замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев иаварий.
По функциональному назначениюискусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.
Рабочее освещение обязательно во всехпомещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людейи движения транспорта.
Дежурное освещение включается вовнерабочее время.
Аварийное освещение предусматриваетсядля обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случайвнезапного отключения рабочего освещения.
В современных многопролетныходноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневноевремя суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение(совмещенное освещение).
В современных осветительныхустановках, предназначенных для освещения производственных помещений, вкачестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные игазоразрядные.
Свечение в лампах накаливаниявозникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры.
Галогенные лампы накаливания наряду свольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена (например,иода), который повышает температуру накала нити и практически исключаетиспарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и болеевысокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).
Газоразрядные лампы излучают свет врезультате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбынанесен слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрическиеразряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные)и высокого давления.
Люминесцентные лампы создают впроизводственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся кестественному, более экономичны в сравнении с другими лампами и создаютосвещение более благоприятное с гигиенической точки зрения.
Сравнительные параметры источниковсвета широкого применения представлены в таблице А.
Таблица А.Тип лампы Световая отдача, лм/Вт Средний срок службы, ч 1 2 3 4
/> Лампы накаливания общего назначения (… 40, 60, 75, 100… Вт) 10 – 15 1000
/> Линейные 2-цокольные галогенные лампы накаливания (… 150, 250, 300, 500, 1000, 1500… Вт) 18 — 22 2000
/> Зеркальные галогенные лампы накаливания на напряжение 12 В (20, 35, 50 Вт) 20 – 30 2000 — 3000
/> Линейные люминесцентные лампы (… 18, 36, 58… Вт) 60 – 80 10000 — 15000
/> Компактные люминесцентные лампы (… 5, 7, 9, 11, 15, 20, 23… Вт) 50 – 60 8000 — 15000
/> Ртутные лампы высокого давления с люминофором (типа ДРЛ) (50, 80, 125, 250, 400, 700… Вт) 45 – 50 12000 — 15000
/> Металлогалогенные лампы (35, 70, 150, 250, 400… Вт) 70 – 100 5000 — 12000
/> Натриевые лампы высокого давления (… 70, 100, 150, 250, 400… Вт) 90 – 130 10000 — 20000
К другим преимуществамлюминесцентных ламп относятся больший срок службы (10000 ч) и высокая световаяотдача, достигающая для ламп некоторых видов 75 лм/Вт, т. е. они в 2,5-3 разаэкономичнее ламп накаливания. Свечение происходит со всей поверхности трубки,а, следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительнониже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы делает лампуотносительно пожаробезопасной.
Несмотря на ряд преимуществ,люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: пульсация световогопотока, вызывающая стробоскопический эффект (искажение зрительного восприятияобъектов различия – вместо одного предмета видны изображения нескольких, атакже направления и скорости движения); дорогостоящая и относительно сложнаясхема включения, требующая регулирующих пусковых устройств (дроссели,стартеры); значительная отраженная блескость; чувствительность к колебаниямтемпературы окружающей среды (оптимальная температура 20 – 25 °С) понижение иповышение температуры вызывает уменьшение светового потока.
Для освещения помещений, как правило,следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления. Вслучае необходимости допускается использование ламп накаливания. Источникисвета выбирают с учетом рекомендаций СНиП 23-05-95.
Для искусственного освещениянормируемый параметр – освещенность. СНиП 23-05-95 устанавливают минимальные уровниосвещенности рабочих поверхностей в зависимости от точности зрительной работы,контраста объекта и фона, яркости фона, системы освещения и типа используемыхламп.
Нормами установлена наименьшаяосвещенность, при которой обеспечивается выполнение зрительной работы. Крометого, нормируется степень равномерности освещения источниками общего и местногоосвещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полнойзрительной адаптации в наименьший отрезок времени. Для ослабления слепящегодействия открытых источников света и освещенных поверхностей с чрезмернойяркостью (блескостью) нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высотаподвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей,допустимая яркость светорассеивающей поверхности.
Расчет электрического освещениявыполняют при проектировании осветительных установок для определений общейустановленной мощности и мощности каждой лампы или числа всех светильников.
Существует несколько методов расчетаосвещения, наиболее простой – метод удельной мощности, но он менее точен и импользуются только для ориентировочных расчетов.
Удельную мощность вычисляют поформуле
/> (9)
где n – число светильников; Р – мощность лампы, Вт; S – освещаемая площадь, м2.
Значение удельной мощности указано втаблицах справочников по светотехнике в зависимости от типа светильника, высотыего подвеса, площади пола и требуемой освещенности.
Обычно при расчете задаются всемипараметрами установки и числом светильников п, по таблице находят W и выбирают мощность лампы, ближайшейк определяемой из выражения W·S/n.
Основной метод расчета – покоэффициенту использования светового потока, которым определяется поток,необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности приобщем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком.
Расчет освещения начинают с выборатипа светильника, который принимается в зависимости от условий среды и классапомещений по взрывопожароопасности.
При использовании в качествеисточника света ламп ДРЛ расчет освещения производиться по формуле (10),предварительно задавшись количеством принятых светильников при условии ихравномерного распространения. В этом случае определяется световой поток лампы,по которому определяют мощность лампы.
/> (10)
где:
Фл – световой поток лампы, лм;
Ен – нормированная освещенность, лк;
η – коэффициент использованиясветового потока;
S – освещаемая поверхность, м2;
k – коэффициент запаса;
N – количество принятых светильников;
z – коэффициент минимальной освещенности(для ламп накаливания и ДРЛ z =1,15, для люминесцентных ламп z =1,1);
n – число ламп в светильнике.
При использовании светильников слюминесцентными лампами и при расположении их в виде световой линии, световойпоток лампы определяется по формуле (11):
/> (11)
где:
/>– количество светильников в ряду;
/>–число ламп в светильнике;
/>–количество рядов.
Нормированную освещенность (Ен)принимают по СНиП 23-05-95, в соответствии с принятой системой освещения иусловиями зрительной работы.
Количество светильников или рядовопределяют методом распределения (развешивания) для достижения равномернойосвещенности площади. Основным параметром для развешивания светильников являетсяотношение высоты подвески (Нр) к расстоянию между светильниками илирядами (L), при котором создается равномерноеосвещение.
Отношение Нр/L принимаются в пределах 1.4÷2.
Коэффициенты использования световогопотока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i икоэффициентам отражения потолка (ρn), стен (ρc),и пола (ρp).
Индекс помещения:
/> (12)
где:
А и Б – соответственно длина и ширинапомещения, м;
Нр – высота подвесасветильников, м.
Определив световой поток лампысветильника, подбирают ближайшую стандартную лампу.
По окончании монтажа системыосвещения обязательно проверяют освещенность. Если фактическая освещенностьотличается от расчетной более чем на -10 и +20%, то изменяют схему расположениясветильников или мощность ламп.
Практическая часть
В этой части курсовой работы выполненрасчет искусственного освещения в компьютерном классе на 10 рабочих мест всоответствии со СНиП 23-05-95 и СанПиН 2.2.2.542-96./> Описание компьютерного класса
В соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96(«Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональнымэлектронно-вычислительным машинам и организации работы») «…площадь на однорабочее место с ВДТ и ПЭВМ во всех учебных учреждениях должна быть не менее 6,0кв.м…», а «…высота помещения с ВДТ и ПЭВМ (от пола до потолка) не менее 4,0м…».
Будем считать, что на одно рабочееместо отводится участок помещения длиной 3м и шириной 2м. (рис.1). Площадьбудет составлять 3м × 2м = 6м2. Это не нарушает требованийСанПиН 2.2.2.542-96.
/>
Рис.1. Схема одного рабочего места
освещенность искусственное нормирование
Руководствуясь всемвышеперечисленным, а также тем, что компьютерный класс рассчитан на 10 рабочихмест, определим следующие минимально допустимые параметры рассматриваемогопомещения:
– длина помещения 10 м.;
– ширина помещения 6 м.;
– высота 4 м.;
– число окон – 3;
– количестворабочих мест – 10;
– окраскаинтерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены, пол металлический, обтянутыйлинолеумом зеленого цвета.
Учитывая требования к организациии оборудованию рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ, которые устанавливают СанПиН2.2.2.542-96, а именно:
Þ «Рабочие места сВДТ и ПЭВМ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобыестественный свет падал сбоку, преимущественно слева»;
Þ «Схемы размещениярабочих мест с ВДТ и ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами свидеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экранадругого видеомонитора), которое должно быть не менее 2.0 м., а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов — не менее 1,2 м»;
целесообразно разместить рабочиеместа в компьютерном классе так, как показано на рис.2.
Для расчета искусственногоосвещения в рассматриваемом помещении определим следующие допущения:
Þ в компьютерном классе производитсязрительная работа высокой точности (наименьший размер объекта различения 0,3 –0,5мм), разряд зрительной работы – III, подразряд – в;
Þ компьютерный класс представляет собойучебное помещение, т.е. является помещением общественных и жилых зданий снормальными условиями среды;
Þ окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленыестены,
пол металлический, обтянутыйлинолеумом зеленого цвета;
Þ расположение светопропускающегоматериала в помещении – вертикальное;
Þ вид светопропускающего материала –двойное листовое оконное стекло;
Þ вид переплета для окон – двойные раздельныедеревянные переплеты;
расстояние между рассматриваемым ипротивостоящим зданием равно P =100м, высота расположения карниза противостоящего здания над подоконникомрассматриваемого окна Нзд = 25м;
/>
Рис.2. Схема расположения рабочихмест в компьютерном классе
/>Расчетискусственного освещения
В помещении, где находятся рабочиеместа операторов, используется смешанное освещение, т.е. сочетаниеестественного и искусственного освещения.
В качестве естественного — боковоеосвещение через окна.
Искусственное освещение используетсяпри недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общееискусственное освещение.
Расчет его осуществляется по методу световогопотока с учетом потока, отраженного от стен и потолка.
Как было отмечено выше, основнойзадачей расчета искусственного освещения является определение числасветильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значенияосвещенности.
СанПиН 2.2.2.542-96 устанавливаетследующие требования к освещению помещений и рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ:
Þ «Искусственное освещение в помещенияхэксплуатации ВДТ и ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерногоосвещения»;
Þ «В качестве источников света приискусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампытипа ЛБ»;
Þ «Для освещения помещений с ВДТ и ПЭВМ … допускается применятьсветильники серии ЛПО»;
Учитывая вышеперечисленныетребования, произведем расчет общего искусственного освещения.
Для организации общего искусственногоосвещения в компьютерном классе выберем люминесцентные лампы типа ЛБ65, вкачестве светильников – ЛПО 01-2х65.
Нормами СНиП 23-05-95 установленанеобходимая освещенность рабочего места Ен = 300лк.
Общий световой поток определим всоответствии с формулой:
/>.
Значения коэффициентов для расчетаобщего светового потока, в соответствии с принятыми выше допущениями, выбираемпо таблицам СНиП 23-05-95:
Þ Ен= 300лк;
Þ S = 10×6 = 60 [м2];
Þ z = 1.1;
Þ k = 1.5;
Þ η =0.42;
Коэффициент использования световогопотока η выбирают по следующим данным:
– коэффициент отражения побеленногопотолка ρп=70%;
– коэффициент отражения от стен,окрашенных в светлую краску ρс=50%;
– коэффициент отражения от пола,покрытого линолеумом темного цвета ρp=10%;
– индекс помещения i (формула 12)
/>
Общий световой поток:
Фобщ = 300*60*1,5*1,1 =70714 [лм].
0,42
Световой поток одной лампы ЛБ65составляет не менее Фл = 4650лм.
Число N ламп, необходимых дляорганизации общего освещения определяем по формуле:
N = Фобщ = 70714= 16.
Фл 4650
Т.к. в качестве светильников быливыбраны ЛПО 01-2х65, то для того, чтобы обеспечить световой поток Фобщ =70714[лм], надо использовать 8 светильников по 2 лампы ЛБ65 в каждом.
Поскольку мощность одной лампы ЛБ65 Wл = 65 [Вт], то мощность всей осветительной системы:
Wобщ = Wл · N =65 · 16 = 1040 [Вт].
Согласно СанПиН 2.2.2.542-96 «…общееосвещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников,расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя прирядном расположении ВДТ и ПЭВМ». А, учитывая, что основным параметром дляразвешивания светильников является отношение высоты подвески (Нр) красстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение (отношение Нр/L принимаются в пределах1.4÷2), оптимальным будет размещение 8 светильников в 2 ряда (рис.3).
/>/>Рис.3. Схемаразмещения светильников в компьютерном классе
Особенности освещения рабочих мест
При работе в помещениях использованияВДТ и ПЭВМ имеется целый ряд особенностей, которые необходимо учитывать.
Кроме тщательного ограниченияотражения это связывается, прежде всего, с правильным выбором уровняосвещенности и проблем уменьшения скачков яркости при смене поля зрения.Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение отповерхности экрана, значительно ухудшают точность знаков.
Наиболее важным является соотношениеяркостей при нормальных условиях работы, т.е. освещенность на рабочем местеоколо 300 лк, и средняя плотность заполнения видеоэкрана.
Отражение, как на экране, так и нарабочем столе и клавиатуре влечет за собой помехи физиологического характера,которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно припродолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источниковсвета, должно быть сведено к минимуму.
Для защиты от избыточной яркости оконмогут быть применены занавеси, шторы и экраны.
Использование дополнительногоосвещения рабочего стола, например, для освещения документов с нечеткимшрифтом, увеличивает соотношение яркостей между документацией и экраном иявляется нежелательным без соответствующей регулировки яркости экрана.
Для обеспечения нормируемых значенийосвещенности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чисткустекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводитьсвоевременную замену перегоревших ламп./>
Заключение
В результате выполнения данногокурсового проекта с применением расчета искусственного освещения длякомпьютерного класса на 10 рабочих мест можно сделать вывод о том, что длянормальной работы пользователя рабочего места в компьютерном классе необходимособлюдение следующих требований:
1) Общее искусственное освещениепомещения должно обеспечивать общий световой поток Фобщ = 70714[лм],для чего необходимо наличие 8 светильников типа ЛПО 01 с 2-мя лампами типаЛБ65.
2) Кроме того, рекомендуетсяиспользовать ряд специальных мер по защите пользователя от вредных факторовэкрана дисплея, например, использование занавесей на окнах, штор и защитныхэкранов.
Список используемойлитературы
1) «Естественное и искусственное освещение». СНиП 23-05-95;
2)«Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональнымэлектронно-вычислительным машинам и организации работы». СанПиН 2.2.2.542—96
3) «Безопасность жизнедеятельности».Под ред. С.В. Белова. 1999