Коэффициент запаса для расчета освещенности

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 47Следующая ⇒

Помещения, содержащие в воздухе пыль, дым, копоть	Тип помещений	Коэффициент запаса для ламп
газоразрядных	накаливания

Менее 1 мг/м3 Цехи инструментальные, сборочные, 1, 5 1, 3

механические, механосборочные, пошивочные

От 1 до 5 мг/м³ Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, 1, 8 1, 5

сварочные, сборного железобетона

Более 5 мг/м³ Аглофабрики, обрубные отделения литейных 2 1, 7

цехов, цементные заводы

Индекс помещения зависит от высоты и формы помещения. Так, для прямоугольных помещений он равен

i = S/[H_C • (А + В)],

где S - площадь помещения, м²; Н_C - расчетная высота светильников, м; А и В - соответственно длина и ширина помещения, м,

для квадратных помещений

I = 0, 5 * /H_C,

для помещений большой длины

i = В/Н_C.

Если при расчетах индекс больше 5, принимают его значение равным 5, а при значениях меньше 0, 5 - 0, 5.

Коэффициенты отражения стен и потолка задают ориентировочно (субъективно). Для помещений со светлыми потолками и стенами принимают большие значения, для темных - меньшие.

По рассчитанному световому потоку подбирают лампы с соответствующей характеристикой (табл. 4.19). Отклонения – 10 и +20% считают допустимыми.

Таблица 4.19

Расчет освещения помещений можно выполнить и в другом порядке. По геометрическим размерам помещения, характеристике отражательной способности стен и потолка и заданной нормированной освещенности определяют индекс помещения, коэффициент использования светового потока и рассчитывают необходимый световой поток для всего помещения.

F = E_Н * S * K_З * Z/h

Выбрав источник света и определив его световой поток F_Л, находят необходимое количество ламп

N = F/F_Л

Округление количества ламп производят в большую или меньшую сторону в зависимости от схемы расположения светильников и количества ламп в выбранном типе светильника.

Задача

Необходимо рассчитать общее освещение цеха механической обработки деталейиз серого чугуна. Работы относятся к высокой точности. Фон (деталь) средний, контраст малый. Длина помещения 24 м, ширина 12 м, высота 4 м. Стены и потолок окрашены в светлые тона. Допустимое содержание пыли в воздухе рабочей зоны 6 мг/м³. Чтобы исключить стробоскопический эффект при токарных работах, предполагается применить лампы накаливания.

Решение

1. Высота подвеса светильников

Hc =H – hp –hc = H – hp - 0, 2 * (Н - hр) = 4 - 0, 8 - 0, 2 * (4 – 0, 8) = 2, 56 м

2. Наибольшее расстояние между светильниками приих расположении по прямоугольной сетке

L = Нc • 1, 5 = 2, 56 • 1, 5 = 3, 84 м.

3. Минимально необходимое количество светильников

N = S/L² = 24 • 12/3, 84² = 288/14, 74 = 19, 5 шт.

При расположении светильников в 3 ряда целесообразнопринять7 светильников в ряду, тогда

N ⁼ 3 • 7 = 21 шт.

4. Необходимый световой поток одной лампы, лм,

F_Л = Ен • S • Кз Z/h • N = 300 • 288 • 1, 7 • 1, 15/0, 62 • 21 = 12973,

где Ен — нормируемая освещенность для третьего разряда зрительных работ (табл. П12 прил. 8), при среднем фоне и малом контрасте (под разряд 6) составляет 300 лк; Kз — в соответствии с табл. 4.17 равняется 1, 7; Z — коэффициент неравномерности, примем 1, 15, так как в расчете количество ламп выбрано больше расчетного количества. Индекс для прямоугольного помещения

i = S/[Hc • (А + В)] = 288/[2, 56 • (24 + 12)] ⁼ 3, 125.

Принимаем к установке светильник «Астра», коэффициенты отражения примем с учетом, что помещение довольно пыльное, со временем отражательная способность стен и потолков снизится, рп = 50, рс = 30.

Коэффициент использования светового потока для индекса 3, 0, рп = 50, рс = 30 составляет 62 %, в долях единицы h = 0, 62.

Выполнив расчет, получим значение светового потока одной лампы 12973 лм. По табл. 4.19 определим, что заданным условиям лучше всего подходит лампа НГ-750 со световым потоком 13100 лм.

Проверим процент отклонения от необходимого светового потока:

невязка = [(13100 - ^2973)..100]/13100 = 0, 98 %, что допустимо.

5. Затраты электроэнергии на освещение, кВт,

W = 750 • 21 = 15750 Вт ⁼ 15, 75.

Задача

Для тех же условий рассчитать освещение помещения светильниками «Астра» с лампами накаливания мощностью 200 Вт.

Решение

1. Необходимый световой поток для освещения помещения при нормируемом общем освещении Ен = 300 лк, лм,

F = Ен S • Кз Z/h = 300 • 288 • 1, 7 • 1, 15/0, 62 = 272439.

Световой поток лампы накаливания 200 Вт составляет 2800 лм (табл. 4.18).

2. Необходимое количество ламп, шт.,

N = F/F_Л = 272439/2800 = 97

Примем 96 штук. При размещении в 6 рядов по 16 ламп в ряду расстояние между рядами ламп составит 12/6 = 2, 0 м.

3. Расстояние между лампами в ряду 24/16 = 1, 5 м.

4. Затраты электроэнергии на освещение, кВт,

W = 200 • 96 = 19200 Вт = 19, 2.

Вывод: первый вариант предпочтительнее как по капитальным затратам, так и по расходу электроэнергии.

Задача

Для условий предыдущего примера рассчитать общее люминесцентное освещение. Предусмотреть меры, исключающие стробоскопический эффект.

Решение

1. Примем для установки светильники типа ЛДОР с двумя лампами ЛБ-80 в светильнике.

2. Коэффициент использования светового потока при индексе помещения 3, рп = 50, рс = 30 составляет h = 0, 55.

3. Необходимый световой поток для освещения всего помещения, лм,

F = Ен • S • Кз Z/п = 300 • 288 • 1, 7 • 1, 15/0, 55 =307113.

Световой поток 1 лампы ЛБ-80 — 5220 лм, двух ламп (светильника) 5220 • 2 = 10440 лм.

4. Необходимое количество светильников, шт,

N_СВ ⁼ F/F_СВ = 307113/10440 = 29, 4.

Примем 30 штук светильники, расположим в 3 ряда по 10 штук в ряду.

Для исключения стробоскопического эффекта каждый ряд светильников подключим на свою фазу.

5. Затраты электроэнергии на освещение, кВт,

W = 2 • 80 • 30 = 4800 Вт = 4, 8.

Производственный шум

Шум - это любой звук, который может вызвать потерю слуха или быть вредным для здоровья или опасным в другом отношении. В машиностроении источниками шума являются машины и механизмы, электромагнитные устройства, системы вентиляции и кондиционирования воздуха и др.

Человек обладает неодинаковой чувствительностью к звукам различной частоты. Поэтому одной из важных характеристик шума является его частота f, измеряемая в герцах (Гц).

В зависимости от частоты шум подразделяют на низкочастотный - диапазон частот ниже 400 Гц; среднечастотный - от 400 до 1000 Гц; высокочастотный - свыше 1000 Гц.

Пространство, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем. Любая точка звукового поля имеет определенное давление, скорость и кинетическую энергию частиц воздуха. При прохождении звуковых колебаний в среде частички среды совершают колебания относительно своего первоначального положения. Скорость этих колебаний значительно меньше скорости распространения звука в воздухе. Во время прохождения звуковых колебаний в воздушной среде появляются области разряжения и области повышенного давления. Разность давления в возмущенной и воздушной невозмущенной среде определяет величину звукового давления Р, которое выражается в Паскалях (Па).

Поток звуковой энергии в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, называют интенсивностью звука в данной точке J, которая измеряется в Вт/м².

Интенсивность звука и звуковое давление связаны следующим соотношением:

J = ,

где р*С - удельное акустическое сопротивление, или акустическая жесткость среды, для воздуха р*С =410 Н*с/м³, воды р*С = 1, 5*10⁶ Н*с/м³, стали р*С = 4, 8*10⁷ Н*с/м³.

Минимальные значения звукового давления Ро и интенсивности Jo, едва различимые слуховым анализатором человека, называют порового ощутимыми: при частоте 1000 Гц Ро = 2*10^-5 Па, Jo = 10^-12 Вт/м. Порового ощутимые значения звукового давления Ро и интенсивности звука J о отличаются от значений звукового давления и интенсивности звука, вызывающих болевой порог слухового анализатора, в миллиарды раз. Болевым порогом считают звуковое давление 200 Па и интенсивностью 100 Вт/м. Пользоваться в акустических расчетах подобными значениями Р и J, лежащими в столь широком диапазоне, неудобно и поэтому на практике используют логарифмические уровни Lp и lj, которые рассчитывают относительно пороговых значений Ро и Jo по следующим формулам:

L_J = 10 lg ; L_P = 20 lg .

Уровень интенсивности звука lj и уровень звукового давления Lp выражают в децибелах (дБ). Логарифмическая шкала удобна для оценки шума, поскольку уровень интенсивности звука lj и уровень звукового давления Lp укладываются в пределах от 0 до 140 дБ

Когда в расчетную точку поступает шум от нескольких источников, то суммарный уровень от действия шума оценивают суммой интенсивностей:

SJ=J₁ + J₂ +... + J_п

Разделим левую и правую части этого выражения на Jo, прологарифмируем и получим

10 * = 10 lg ( ),

или

L_J = 10 lg

Суммарный уровень интенсивности для п одинаковых источников шума будет равен

L_J = 10 lg (п*10^{0, 1L}₁) = 10 lg п + L₁

Для оценки шума используют звуковой диапазон частот от 45 до 11200 Гц, включающий девять октавных полос со среднегеометрическими частотами 31, 5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Октавная полоса (октава) - это такая полоса частот, в которой верхняя граничная частота Гв в два раза превышает нижнюю граничную частоту fн, т. е.

F_С_.R = = = 1, 41 * f_н,

где f_c_._r_.- среднегеометрическая частота октавной полосы, Гц.

Любой источник шума характеризуется также звуковой мощностью, измеряемой в ваттах (Вт). Звуковая мощность W - это общее количество звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство в единицу времени.

По аналогии с уровнем звукового давления и уровнем интенсивности звука в акустических расчетах принято использовать относительную величину Lw - уровень звуковой мощности,

L_W =10 lg ,

где Wo - пороговая звуковая мощность, Wo =10^-12 Вт.

Уровни звуковой мощности наиболее распространенного технологического оборудования в машиностроении приведены в табл. П14 прил. 8.

Источники шума излучают звуковую энергию неравномерно по всем направлениям, т. е. обладают направленностью излучения, котораяхарактеризуется фактором направленности

Ф = ,

где J_CP - средняя интенсивность звука, Вт/м².

На поверхности сферы радиусом г, окружающей точечный источник шума, размеры которого малы по сравнению с длиной звуковых волн, средняя интенсивность звука равна

J_СР =

Поскольку интенсивность звука пропорциональна квадрату звукового давления, то фактор направленности излучения шума можно определить по следующему выражению:

Ф = ,

где Pсp - среднее звуковое давление по всем направлениям излучения пума, Па.

Звуковая мощность источника шума - величина постоянная. В зависимости от места установки источника шума (открытое пространство или помещение) можно определить уровни звукового давления в тон или иной точке звукового поля и оценить его действие па организм человека.

Шум даже небольших уровней оказывает значительное влияние на слуховой анализатор, который через центральную нервную систему связан с различными органами жизнедеятельности человека. Поэтому шум оказывает вредное влияние на весь организм. Длительное воздействие интенсивного шума на человека приводит к заболеваниям центральной и нервной вегетативной системы, сердечно-сосудистой системы, внутренних органов и психическим расстройствам. Выраженные психологические реакции проявляются, уже начиная с уровней шума 30 дБ. Нарушения нервной вегетативной системы и периферического кровообращения наблюдаются при шуме 40-70 дБ. Воздействие шума в 50-60 дБ па центральную нервную систему проявляется в виде замедления реакций человека, нарушений

биоэлектрической активности головного мозга с общими функциональными расстройствами организма и биохимическими в структурах головного мозга. Интенсивный шум при ежедневном воздействии приводит к снижению производительности труда, росту общей и профессиональной заболеваемости (тугоухости - шумовой болезни).

Вероятность повреждения органов слуха зависит от эквивалентного уровня звука и продолжительности воздействия (табл. 4.20)

Таблица 4.20

Вероятность повреждения органов слуха, %

Эквивалентный уровень звука, дБ(А)	Продолжительность работы, годы

80 0
85 1
95 7
105 18 18
115 36 36

Ухудшение слуха или его полная потеря являются основным критерием воздействия шума при физических работах. Для напряженного умственного труда на первое место выступают нервно-психические нарушения, вызванные воздействием шума. Эти выводы и положены в основу гигиенического нормирования допустимых уровней шума при различной трудовой деятельности.

Гигиенические требования регламентируют следующие документы:

ГОСТ 12.1.003-90 «Шум. Общие требования безопасности»;

СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки»;

СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ».

Нормируемой характеристикой постоянною шума на рабочих местах являются уровни звукового давления Lp. Допускается в качестве нормируемой характеристики постоянного шума на рабочих местах принимать уровень звука, дБ (А),

= 20 * lg ,

где p_a - звуковое давление, измеренное по временной характеристике «Медленно» шумомера.

Нормируемой характеристикой непостоянного шума является эквивалентный (по энергии) уровень звука LA_экв, дБ(Л), - уровень звука постоянного широкополосного шума, который имеет то же самое звуковое давление, что и данный непостоянный шум в течение определенного временив

Значения предельно допустимых уровней звука и эквивалентных уровней звука на рабочих местах для трудовой деятельности различных категорий тяжести и напряженности приведены в табл. П17 прил. 8, а для наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест - в табл. П15 прил.8.

Если виды трудовой деятельности или рабочие места в табл. П15 прил. 8 не представлены, категорию тяжести и/или напряженности выполняемой работы находят по критериям, приведенным в табл. 4.21. Определив категорию тяжести и/или напряженности по табл. П17 прил. 8, устанавливают тот или иной нормативный уровень шума для данного рабочего места.

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука при использовании ручных инструментов приведены в табл. П16 прил. 8.

При проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции объектов должны предусматриваться мероприятия по снижению шума, подтвержденные соответствующими акустическими расчетами. Акустический расчет включает:

выявление источников шума и определение их шумовых характеристик;

выбор расчетных точек в помещении, для которых производят акустический расчет;

определение предельно допустимых уровень звукового давления для расчетных точек;

определение ожидаемых уровней звукового давления Lp в расчетных точках;

определение требуемогоснижения уровней звуковогодавления в расчетных точках;

выбор мер для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления в расчетных точках.

Таблица 4.21

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒