Исследование эффективности и качества исскуственного освещения

Министерство науки и  образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего

профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ  ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Институт  – Энергетический институт

Направление – Энергетическое машиностроение   

Кафедра – Парогенераторостроения и парогенераторных установок

 

 

 

Отчет по лабораторной работе

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ  И КАЧЕСТВА ИССКУСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

Студенты гр.5В02	В.А. Юдин А.Н. Рекко
Руководитель	И.И. Романцов

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Томск – 2013 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Освещение – получение, распределение и  использование световой энергии  для обеспечения благоприятных  условий видения предметов и  объектов. Оно влияет на настроение и самочувствие, определяет эффективность  труда.

Рациональное  освещение помещений и рабочих  мест – одно из важнейших условий  создания благоприятных и безопасных условий труда.

Качество получаемой информации во многом зависит от освещения: неудовлетворительное в количественном или качественном отношении освещение не только утомляет зрение, но и вызывает утомление  организма в целом. Нерационально  организованное освещение может, кроме  того явиться причиной травматизма. Поэтому рациональное освещение  помещений и рабочих мест –  одно из важнейших условий для  создания благоприятных и безопасных условий труда.

В зависимости от источника  света освещение может быть трех видов: естественное, искусственное  и совмещенное (смешанное).

Видимое излучение – участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длин волн от 380 до 770 нм (1 нм = 10-9 м), регистрируемых человеческим глазом.

Световой поток F – мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею зрительному ощущению. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Сила света I – пространственная плотность светового потока:

,

где dF световой поток (лм), равномерно распределяющийся в пределах телесного угла dω. Единица измерения силы света – кандела (кд), равная световому потоку в 1 лм (люмен), распространяющемуся внутри телесного угла в 1 стерадиан.

Освещенность – поверхностная плотность светового потока, люкс (лк).

,

где dS – площадь поверхности, м²; на которую падает световой поток dF

Яркость B – поверхностная плотность силы света в заданном направлении. Яркость, являющаяся характеристикой светящихся тел, равна отношению силы света в каком-либо направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную к этому направлению.

,

где I – сила света, кд; dS – площадь излучающей поверхности, м²; α – угол между направлением излучения и плоскостью, 1 рад.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света, а также для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

По принципу организации искусственное освещение  можно разделить на два вида: общее  и комбинированное.

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работ в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создавать повышенную освещенность на рабочих местах. Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания в процессе работы определенной направленности светового потока: Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним участкам Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях запрещается, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными местами утомляет зрение, замедляет скорость работы, и нередко являются причиной несчастных случаев.

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

Рабочее освещение предусматривается для всех помещений производственных зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Аварийное освещение в помещениях и на местах производства работ необходимо предусматривать, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования может привести к взрыву, пожару, длительному нарушению технологического процесса или работы объектов жизнеобеспечения. Наименьшая освещенность, создаваемая аварийным освещением, должна составлять 5 % освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий.

Эвакуационное освещение следует предусматривать в местах, отведенных для прохода людей, в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей в количестве более 50 человек. Это освещение должно обеспечивать на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц освещенность не менее 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытой территории.

Охранное освещение предусматривается вдоль границ территории, охраняемой в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на уровне земли.

Источники искусственного освещения:

-лампы накаливания. В них источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной (по сравнению с естественным светом) интенсивностью в желто-красной области спектра. По конструкции лампы накаливания бывают вакуумные, газонаполненные, бесспиральные (галогенные). Общим недостатком ламп накаливания является сравнительно небольшой срок службы (менее 2000 ч) и малая световая отдача (отношение создаваемого лампой светового потока к потребляемой электрической мощности) (8–20 лм/Вт). В промышленности они находят применение для организации местного освещения.

- газоразрядные  лампы низкого и высокого давления. Газоразрядные лампы низкого давления, называемые люминесцентными, содержат стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, наполненную дозированным количеством ртути (30–80 мг) и смесью инертных газов под давлением около 400 Па. На противоположных концах внутри трубки размещаются электроды, между которыми, при включении лампы в сеть, возникает газовый разряд, сопровождающийся излучением преимущественно в ультрафиолетовой области спектра. Это излучение, в свою очередь, преобразуется люминофором в видимое световое излучение.

Основными достоинствами  газоразрядных ламп является их долговечность (свыше 10000 часов), экономичность, малая  себестоимость изготовления, благоприятный  спектр излучения, обеспечивающий высокое  качество цветопередачи, низкая температура  поверхности. Светоотдача этих ламп колеблется в пределах от 30 до 105 лм/Вт, что в несколько раз превышает  светоотдачу ламп накаливания.

Объект различения – рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые следует контролировать в процессе работы.

Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым при коэффициенте отражения ρ светового потока поверхностью более 0,4; среднесветлым при коэффициент отражения от 0,2 до 0,4; темным при коэффициенте отражения менее 0,2.

Контраст объекта различения с фоном определяется отношением абсолютной величины разности яркостей объекта Вo и фона Вф к наибольшей из этих двух яркостей. Контраст считается большим при значениях более 0,5; средним – при значениях от 0,2 до 0,5; малым – при значениях менее 0,2.

Bажным параметром, характеризующим качество освещения, является коэффициент пульсации освещенности :

,

где Emax – максимальное значение пульсирующей освещенности на рабочей поверхности; Emin – минимальное значение пульсирующей освещенности; 
Eср – среднее значение освещенности.

Пульсации освещенности возникают из-за питания  источников света переменным напряжением. Пульсации освещенности на рабочей  поверхности не только утомляют зрение, но и могут вызывать неадекватное восприятие наблюдаемого объекта за счет появления стробоскопического эффекта. Стробоскопический эффект – кажущееся изменение или прекращение движения объекта, освещаемого светом, периодически изменяющимся с определенной частотой.

Значение Kп меняется от нескольких процентов (для ламп накаливания) до нескольких десятков процентов (для люминесцентных ламп). Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности Kп люминесцентные лампы включают в разные фазы трехфазной электрической сети. За счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. При этом среднее значение освещенности, создаваемой лампами, остается неизменным и не зависит от способа их включения.

Величина, характеризующая эффективность  использования источников света, называется коэффициентом использования светового потока или коэффициентом использования осветительной установки и определяется как отношение фактического светового потока к суммарному световому потоку используемых источников света, определенному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:

,

Значение  фактического светового потока Fф можно определить по результатам измерений в помещении средней освещенности Еср по формуле:

,

где S – площадь помещения, м².

 

ЦЕЛЬ  РАБОТЫ: изучение количественных и качественных характеристик освещения. Знакомство с различными источниками света и приборами для измерения количественных характеристик освещения.

 

ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ:

- измерить освещенность, создаваемую  различными источниками света  и сравнить с нормируемыми  значениями;

- по измеренным значениям освещенности  определить коэффициент использования  осветительной установки; 

- измерить и сравнить коэффициенты  пульсаций освещенности создаваемых  различными источниками света;

- оценить зависимость коэффициента  пульсаций освещенности от способа  подключения ламп к фазам трехфазной  сети.

 
 
 
 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Нормирование освещенности

 

Таблица 1

Уровень зрительной работы		средняя точность
Наименьший размер объекта различения		0,5 – 1,0
Подразряд зрительной работы		Г
Контраст		большой
Характеристики фона		светлый
Норма освещенности	накаливания	150
	люминесцентная	300
Измеренная освещенность	накаливания	713,3
	люминесцентная	406,2
	комбинированная	1126,97

 

По результатам  измерений видно, что измеренная освещенность люминесцентных ламп и ламп накаливания соответствует нормам освещенности.

 

2. Нормирование коэффициента пульсаций

 

Таблица 2

Кп  измеренный для ламп, %									Кп , %  норма
Накаливания			Люминисцентные
Л5	Л6	Л7	Л1	Л2	Л3	Л4	Л1Л2	Л1Л2Л3
15,3	16,7	2,3	32,2	39,5	34,3	8,5	20	7,8	20