Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Проектирование систем искусственного освещения




При проектировании искусственного освещения необходимо решить следующее: выбрать систему освещения, тип источника света, тип светильников, определить расположение световых приборов, выполнить расчеты искусственного освещения и определить мощности светильников и ламп.

Для всех производственных помещений проектируют систему общего или комбинированного освещения. При выполнении работ I—IV разрядов рекомендуется использовать, как правило, комбинированную систему освещения, поскольку достижение необходимой освещенности при общей системе освещения требует большого расхода электрической энергии и является нецелесообразным. С этой же точки зрения следует отдавать предпочтение локализованному освещению, в том числе и в системе комбинированного, выдерживая при этом допустимые нормы неравномерности освещения (СНиП II-4-79). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не меньше 10% нормируемой для комбинированного освещения, однако во всех случаях не меньше 150 лк при газорозрядних лампах и 50 лк — при лампах накаливания.

С гигиенической точки зрения система общего освещения более совершенна, поскольку дает возможность более равномерно распределить световую энергию.

Выбирая источники света, следует отдавать предпочтение люми­несцентным лампам, поскольку они энергетически более экономны. Кроме того, они по спектральным характеристикам максимально приближаются к естественному свету, что важно при совмещенном освещении.

Если нет технологических указаний, касающихся спектрального состава излучаемого света, то лучше всего, с экономической точки зрения, применять люминесцентные лампы типа ЛБ, у которых наивысшая светоотдача.

Для уменьшения начальных расходов на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию следует использовать лампы большей мощности. Однако при этом может ухудшиться равномерность освещения-, поскольку последняя обратно пропорциональна расстоянию между источниками света.

В общем случае равномерность освещения удается обеспечить тогда, когда расстояние между центрами светильников не превышает двойной высоты их установки. В то же время высота, на которой устанавливаются светильники, зависит от высоты помещения, мощности лампы, класса светильника и системы освещения. Наименьшая высота установки над полом светильников с числом люминесцентных ламп до четырех — 2,6 м, а при четырех и более — 3,2 м.

Выбор типа светильников проводится с учетом характеристики помещения, для которого проектируется освещение. Для помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства целесообразно применять светильники прямого света, которые, направляя излучение ламп вниз на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и наилучшее использование светового потока. Однако следует иметь ввиду, что светильники этого класса создают резкие падающие тени от посторонних предметов, что необходимо учитывать при их расположении.

При освещении производственных помещений, стены и потолок которых имеют высокие отражающие свойства, целесообразно использовать светильники преимущественно прямого света. Некоторое уменьшение части светового потока, излучаемого непосредственно в нижнюю полусферу, компенсируется улучшением качества освещения и в то же время слабо влияет на энергетическую эффективность осветительной установки, поскольку такие светильники имеют более высокий КПД по сравнению с аналогичными светильниками прямого света.

В административно-конторских помещениях целесообразно использовать светильники рассеянного света, значительная часть светового потока которых направляется на стены и потолок и, отражаясь от них, способствует устранению резких теней, что по характеру работы желательно именно для таких помещений.

В высоких помещениях целесообразно применять светильники с концентрированной или глубокой КСС, поскольку они направляют основную часть светового потока непосредственно на рабочие поверхности. В помещениях с большой площадью и незначительной высотой желательно применять светильники с широкой формой КСС, что позволяет даже при значительных расстояниях между светильниками обеспечить равномерное распределение освещенности на рабочих плоскостях.

Несоответствие светотехнических характеристик светильника размерам и характеру обработки освещаемого помещения приводит к увеличению потребляемой мощности, снижению качества освещения.

15 то же время, несоответствие конструктивного исполнения светильника условиям среды в помещении снижает долговечность и надежность работы осветительной установки (агрессивная, влажная, запыленная среда), а в отдельных случаях может быть причиной пожара или взрыва. Поэтому светильники должны иметь необходимую степень защиты от условий внешней среды. Особенно жесткие требования предъявляются светильникам, устанавливаемым во взрыво- и пожароопасных помещениях.

Методы расчета искусственного освещения

Для расчета искусственного освещения используют, в основном, |ри метода: светового потока, точечный и удельной мощности.

 

Метод светового потока используют для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Этот метод позволяет учесть как прямой световой поток от светильников, так и отраженный от стен и потолка. Световой поток лампы Фп определяют по формуле:


 

где Е — нормированная освещенность, лк;

S — площадь освещаемого помещения, м2,

kз— коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в результате загрязнения и старения ламп (к3=1,3—1,8);

Z — коэффициент неравномерности освещения (2=1,1 —1,15);

N — количество светильников;

п — количество ламп в светильнике;

— коэффициент использования светового потока.

/

Коэффициент определяется по светотехническим таблицам в зависимости от показателя помещения г, коэффициентов отражения стен и потолка. Показатель помещения г определяют по формуле:

 

где а и b — длина и ширина помещения, м; hр — высота светильника над рабочей поверхностью, м.

По полученному в результате расчета световому потоку лампы Фл, по таблице выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной установки.

Точечный метод используют для расчета локализованного и комбинированного освещения, а также освещения наклоненных плоскостей. В основу точечного метода положено уравнение:


 

где la — сила света в направлении от источника на заданную точку рабочей поверхности, кд;

а — угол падения световых лучей, то есть угол между лучом и перпендикуляром к освещаемой поверхности;

r — расстояние от светильника до заданной точки.

Для практического применения в формулу вводят коэффициент запаса k3 и замену r = hp/cos а, тогда


 

Значения силы света la приводятся в светотехнических справочниках. Метод удельной мощности считается наиболее простым, однако и наименее точным, поэтому его применяют только при приближенных расчетах. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы Рл, Вт для создания в помещении нормируемой освещенности


 

Где р — удельная мощность, Вт/м2 (принимается по справочникам для помещений данной отрасли);

S — площадь помещений, м2;

N — число ламп в осветительных установках.

2.6.7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

Надежность и эффективность естественного и искусственного освещения зависит от своевременности и тщательности их обслуживания. Загрязнение стекла световых отверстий, ламп и светильников может снизить освещенность помещений в 1,5—2 раза. Поэтому окна необходимо мыть не реже двух раз в год для помещений с незна­чительным выделением пыли и не реже четырех раз — при значительном віделении пыли. Периодичность чистки светильников — 4—12 раз в год (в зависимости от характера запыленности произ-водственных помещений).

В светильниках с люминесцентными лампами необходимо также следить за исправностью схем включения (не допускать мигания ламп и шума дросселей), обеспечивать безопасность и удобство эксплуатации, а также своевременно заменять перегоревшие лампы и лампы, которые слабо светятся. Использованные люминесцентные лампы хранятся на • складах и, при соответствующем их накоплении, вывозятся на специальные предприятия для изъятия имеющейся в них ртути.

Периодически, не реже одного раза в год, необходимо проверять уровень освещенности в контрольных точках производственного помещения. Основной прибор для измерения освещенности — люксметр.

ВИБРАЦИЯ

Среди всех видов механических воздействий для технических объектов наиболее опасна вибрация. Знакопеременные напряжения, вызванные вибрацией, содействуют накоплению повреждений в материалах, появлению трещин и разрушению. Чаще всего и довольно быстро разрушение объекта наступает при вибрационных влияниях в условиях резонанса. Вибрация вызывает также и отказы машин, приборов.

По способу передачи на тело человека вибрацию разделяют на общую, которая передается через опорные поверхности на тело человека, и локальную, которая передается через руки человека. В производственных условиях часто встречаются случаи комбинированного влияния вибрации — общей и локальной.

Вибрация вызывает нарушения физиологического и функцио­нального состояний человека. Стойкие вредные физиологические и изменения называют вибрационной болезнью. Симптомы вибрационной болезни проявляются в виде головной боли, онемения пальцев рук, Поли в кистях и предплечье, возникают судороги, повышается чувствительность к охлаждению, появляется бессонница. При миграционной болезни возникают патологические изменения спинного мозга, сердечно-сосудистой системы, костных тканей и суставов, изменяется капиллярное кровообращение.

Функциональные изменения, связанные с действием вибрации на человека-оператора — ухудшение зрения, изменение реакции вестибу­лярного аппарата, возникновение галлюцинаций, быстрая утомляемость. Негативные ощущения от вибрации возникают при ускорении, которое составляет 5% ускорения силы веса, тоесть при 0,5 м/с2. Особенно вредны вибрации с частотами, близкими к частотам собственных колебаний тела человека, большинство которых находится в границах 6...30 Гц.

Резонансные частоты отдельных частей тела следующие, Гц:

— глаза — 22...27;

— горло — 6...12;

— грудная клетка — 2... 12;

— ноги, руки — 2...8;

— голова — 8...27;

— лицо и челюсти — 4...27;

— поясничная часть позвоночника — 4...14;

— живот — 4...12.

Общая вибрация классифицируется следующим образом:

— транспортная, которая возникает вследствие движения по дорогам;

— транспортно-технологическая, которая возникает при работе машин, которые выполняют технологические операции в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленным частям производственных помещений, производственных площадок;

— технологическая, которая влияет на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, которые не имеют источников вибрации.

Вибрации, которые влияют на операторов различных машин, разделяют на категории согласно ГОСТ 12.1.012-90:

— трактора, автомобили грузовые, строительно-дорожные машины, снегоочистители — 1;

— экскаваторы, краны промышленные и строительные, самоходные бурильные установки, дорожные машины, бетоноукладчики — 2.

напольный производственный транспорт, станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-пресовое оборудование, литьевые машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы; бурильные вышки и установки, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов — 3

2.7.1. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИЙ

Гигиеническое нормирование вибраций обеспечивает вибро- безопасность условий труда. Действие вибрации на организм человека определяется следующими ее характеристиками: интенсивностью, спектральным составом, длительностью влияния, направлением

действия.

Показателями интенсивности являются среднеквадратичные или амплитудные значения виброускорения, виброскорости или вибросмещения, измеренные на рабочем месте. Для оценки интенсивности вибрации наряду с размерными величинами используется логарифмическая децибельна шкала. Это связано с широким диапазоном изменения параметров, при которых измерение их линейной шкалой становится практически невозможным. Особенность этой шкалы — отсчет значений от порогового начального уровня. Децибел — математическое безразмерное понятие, которое характеризует отношение двух независимых одноименных величин


 

где — измеряемый кинематическии параметр вибрации (вибросмещение, виброскорость, виброускорение);

0 — начальное (пороговое) значение соответствующего

параметра.

Для гармонической вибрации с частотой f логарифмические уровни виброперемещения LU и виброускорения La определяются через логарифмический уровень виброскорости LV


 

Для стандартных пороговых значений приняты следующие величины параметров вибрации: вибросмещения u0=8-10-12 м; виброскорости v0 = 5*10-8 м/с; виброускорения a0 = 3*10-4 м/с2. Со скоростью u0 колеблется поверхность, которая излучает звуковую энергию на пороге слышимости (р0 = 2*10-5 Н/м2).

Гигиеническую оценку вибрации, которая воздействует на человека в производственных условиях, в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 осуществляют согласно следующим методам:

— частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

— интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

— дозой вибрации.

Гигиенической характеристикой вибрации являются нормируемые параметры, выбранные в зависимости от применяемого метода ее гигиенической оценки.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости и, их логарифмические уровни La или виброускорения а для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации — в октавных или l/3-октавных полосах частот.

Среднеквадратическое значение некоторой непрерывной периодической функции A(t) с периодом Т определяется согласно выражению


 

Для гармонической функции ее среднеквадратическое значение

 

где Аmах — амплитудное значение функции.

Логарифмические уровни виброскорости, дБ:


 

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации и, измеренное при помощи специальных фильтров или рассчитанное по формуле


 

где Ui — среднеквадратическое значение контролируемого параметра (виброскорости или виброускорения) в г-й частотной полосе;

п — число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне;

ki. — удельный коэффициент для i -й частотной полосы.

Оценка локальной вибрации осуществляется по среднему времени действия корректированного значения

 

гдеUi — корректированное значение контролируемого параметра; определяется согласно формуле (2.28) в j-м промежутке времени;

m — общее число полученных корректированных значений за одинаковые промежутки времени.


где D — доза вибрации, которая определяется по формуле


При оценке вибрации при помощи дозы нормируемым параметром

является эквивалентное корректированное значение

где U() — мгновенное корректированное значение параметра вибрации и момент времени т, полученное при помощи корректирующего фильтра;

t — время влияния вибрации в течение рабочей смены.

Вибрацию, которая воздействует на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.

Гигиенические нормы вибрации, которые влияют на человека н производственных условиях, установлены для длительности 480 мин. (8 часов). При влиянии вибрации, которая превышает установленные нормативы, длительность ее влияния на человека в течение рабочег о изменения следует уменьшить согласно данным табл. 2.6.

Гигиенические нормы в логарифмических уровнях средних квадратических значений виброскорости для октавных полос частот приведены на рис. 2.17.

 

При локальной вибрации зависимость допустимых значений нормируемого параметра U1 от времени фактического действия вибрации t (что не превышает 480 мин.) определяется по формуле:


 

где U480 — допустимое значение нормируемого параметра при длительности действия вибрации 480 мин. Максимальное значения Ut не должно превышать величин, которые установлены для t = 30 мин.

Общий спектр частот вибрации содержит октавные частотные полосы со среднегеометрическими значениями частот 1; 2; 4; 8; 31,5; 63; 125; '.'50; 500; 1000 Гц. Вибрация со среднегеометрическими частотами до 31,5 Гц относится к низкочастотной, с большими — к высокочастотной.

Длительное влияние вибрации со среднегеометрическими значе­ниями частот 16...250 Гц является особенно опасным.

При действии локальной вибрации с перерывами в течение рабочего изменения допустимые значения нормируемого параметра увеличиваются путем умножения на коэффициенты, которые приводятся ниже (табл. 2.7):


 

Общее время регулярного перерыва в действии локальной вибрации за 1 час рабочей смены, мин. До 20 включи­тельно 20—30 30—40 Больше 40
Коэффициент        

 

2.7.2. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИЙ

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

— снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

При локальной вибрации зависимость допустимых значений нормируемого параметра U1 от времени фактического действия вибрации t (что не превышает 480 мин.) определяется по формуле:


 

где U480 — допустимое значение нормируемого параметра при длительности действия вибрации 480 мин. Максимальное значения Ut не должно превышать величин, которые установлены для t = 30 мин.

Общий спектр частот вибрации содержит октавные частотные полосы со среднегеометрическими значениями частот 1; 2; 4; 8; 31,5; 63; 125; '.'50; 500; 1000 Гц. Вибрация со среднегеометрическими частотами до 31,5 Гц относится к низкочастотной, с большими — к высокочастотной.

Длительное влияние вибрации со среднегеометрическими значе­ниями частот 16...250 Гц является особенно опасным.

При действии локальной вибрации с перерывами в течение рабочего изменения допустимые значения нормируемого параметра увеличиваются путем умножения на коэффициенты, которые приводятся ниже (табл. 2.7):


 

Общее время регулярного перерыва в действии локальной вибрации за 1 час рабочей смены, мин. До 20 включи­тельно 20—30 30—40 Больше 40
Коэффициент        

 

2.7.2. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИЙ

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

— снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

— регулировка резонансных режимов путем рационального выбора приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

— вибродемпферование — снижение вибрации за счет силы трения демпферного устройства, тоесть перевод колебательной энергии в тепловую;

— динамическое гашение — введение в колебательную систему дополнительной массы или увеличение жесткости системы;

— виброизоляция — введение в колебательную систему допол­нительной упругой связи с целью ослабления передачи вибраций смежному элементу, конструкции или рабочему месту;

— использование индивидуальных средств защиты.

Более детализированная классификация методов и средств защиты от вибрации приводится на рис. 2.18.


 

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены. Снижение вибрации может быть достигнуто уравновешиванием массы, изменением массы или жесткости, уменьшением технологических допусков при изготовлении и сборке, применением материалов с большим внутренним трением. Большое значение имеет повышение точности обработки и снижение шероховатости трущихся поверхностей.

Регулировка режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов опре­деляются расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

Резонансные режимы при работе технологического оборудования устраняются двумя путями: изменением характеристик системы (массы или жесткости) или установлением другого режима работы (наладка резонансного значения угловой частоты принуждающей силы).

Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании мибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

Наибольший эффект вибродемпферные покрытия обеспечивают при условии, что протяженность вибродемпферного слоя соразмерна с длиной полны изгиба в материале конструкции. Покрытие необходимо наносить и местах, где генерируется вибрация максимального уровня. Толщина вибродемпферных покрытий принимаются равной 2—3 толщинам элемента конструкции, на которую оно наносится.

Хорошо демпферируют колебания смазочные материалы. Слой смазки между двумя сопряженными элементами устраняет возможность их непосредственного контакта Виброгашение. Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые, гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Для снижения вибрации применяются также ударные виброгасители маятникового, пружинного и плавающего типов. В них осуществляется переход кинетической энергии относительного движения элементов, которые контактируют, в энергию деформации с распространением напряжений из зоны контакта по элементам, которые взаимодействуют. Вследствие этого энергия распределяется по объему элементов виброгашения, которые претерпевают взаимные удары, вызывая их колебание. Одновременно происходит рассеивание энергии вследствие действия сил внешнего и внутреннего трения. Маятниковые ударные виброгасители используются для гашения колебаний частотой 0,4—2 Гц, пружинные — 2—10 Гц, плавающие — более 10 Гц.

Виброгасители камерного типа предназначены для превращения пульсирующего потока газа в равномерный. Такие виброгасители устанавливаются на всасывающей и нагнетательной сторонах компрессоров, на гидроприводах. Они обеспечивают значительное снижение уровня вибрации трубопроводов.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте. Масса фундамента подбирается таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1—0,2 мм.

Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Виброизоляция осуществляется путем установки источника вибрации на виброизоляторы. В коммуникациях воздуховодов располагают гибкие вставки. Применяются упругие прокладки в узлах крепления воздуховодов, в перекрытиях, в несущих конструкциях зданий, в ручном механизированном инструменте.

Для виброизоляции стационарных машин с вертикальной движущей силой применяют виброизолированные опоры в виде прокладок или пружин. Однако возможна и их комбинация. Комбинированный виброизолятор сочетает пружинный виброизолятор с упругой прокладкой. Пружинный виброизолятор пропускает высокочастотные колебания, а комбинированный обеспечивает необходимую широту диапазона колебаний, которые гасятся. Упругие элементы могут быть металлическими, полимерными, волокнистыми, пневматическими, гидравлическими, электромагнитными.

Средства индивидуальной защиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног — специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

С целью профилактики вибрационной болезни для работников рекомендуется специальный режим труда. Например, при работе с ручными инструментами общее время работы в контакте с вибрацией не должно превышать 2/3 рабочего времени. При этом длительность непрерывного влияния вибрации, включая микропаузы, не должна превышать 15—20 мин. Предусматривается еще два регламентированных перерыва для активного отдыха.

Все, кто работает с источниками вибрации, должны проходить медицинские осмотры перед поступлением на работу и периодические, не реже 1 раза в год.

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...