Виды искусственного освещения, источников искусственного освещения. Методы расчета. расчет искусственной освещенности по коэффициенту использования светового потока

В осветительных установках, предназначенных для освещения предприятий, в качестве источников света широко используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.

К основным характеристикам источников света относятся: номинальное напряжение, В; электрическая мощность, Вт; световой поток, ям: световая отдача, лм/Вт (данный параметр является главной характеристикой экономичности источника света); срок службы, ч.

Тип источника света на предприятиях выбирают, учитывая технико-экономические показатели, специфику производственных процессов, а также санитарно-гигиенические, эстетические и противопожарные требования, предъявляемые к освещению.

Лампы накаливанияотносятся к тепловым источникам света. Нить накала под действием электрического тока нагревается до высокой температуры и излучает поток лучистой энергии. Преимущества: относительно низкая стоимость; удобны в эксплуатации; характеризуются широким диапазоном мощностей и напряжений; разнообразны по конструкции; не требуют больших затрат на оборудование. Недостатки: большая яркость (до 300000 кд/м ); низкая световая отдача 7-20 лм/Вт; преобладание в спектре желтых и красных тонов, что искажает цветопередачу; сравнительно малый срок службы (до 2000 ч); значительное колебание светового потока при колебаниях напряжения осветительной сети; большой нагрев (до 140°С и выше), что делает их пожароопасными. Эти лампы предусматривают обычно для местного освещения, а также для освещения помещений с временным пребыванием людей и т.п.

Газоразрядные лампы —это приборы, в которых излучение оптического диапазона спектра возникает в люминофоре, покрывающем колбу, под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда в атмосфере инертного газа и парах ртути. Преимущества: большая световая отдача 50-110 лм/Вт (натриевые до 110, металлогалогенные до 100, люминесцентные до 75, ртутные до 60, ксеноновые до 40 лм/Вт); длительный срок службы — до 12000 ч, температура нагрева (люминесцентных) до 30-60°С; Возможность получения светового потока практически в любой части спектра.

Недостатки: необходимость использования сложных схем подключения их к сети; номинальный режим газоразрядных ламп устанавливается только спустя некоторое время после включения; появление пульсации светового потока, что может вызвать, стробоскопический эффект; содержание небольшого количеста металлической ртути.

Самыми распространенными газоразрядными лампами являются люминесцентные,имеющие форму цилиндрической трубки, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. Ультрафиолетовое излучение электрического разряда преобразуется люминофором в видимое.

Маркировка люминесцентных ламп основана на буквенном обозначении конструктивных признаков. Первая буква Л обозначает — люминесцентная, следующие буквы обозначают либо цвет излучения, либо особенности спектра излучения: Д — дневная, Б — белая, ХБ — холодно-белая, ТБ — тепло-белая, Е — естественная, УФ — ультрафиолетовая, Ц — с исправленной цветностью; К, С,З, Г — красная, синяя, зеленая, голубая и т.д.

Светильник — это световой прибор, состоящий из источника света (лампы) и осветительной арматуры. Осветительная арматура перераспределяет световой поток лампы в пространстве; она может изменять спектральный состав излучения; она также предохраняет глаза работающих от чрезмерно большой яркости источника света. Защищает источник света от воздействия окружающей пожаро- и взрывопасной, химически активной среды, механических повреждений и загрязнения.

По назначению светильники могут быть общего и местного освещения.

По характеру распределения светового потока в пространстве светильники подразделяют на пять классов: прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, преимущественно отраженного и отраженного света

По конструктивному исполнению различают светильники: открытые (лампа не отделена от внешней среды), защищенные (лампа отделена оболочкой, допускающей свободный проход воздуха), закрытые (оболочка защищает от проникновения внутрь крупной пыли), пыленепроницаемые (оболочка не допускает проникновения внутрь мелкодисперсной пыли), влагозащищенные, взрывозащищенные и взрывобезопасные.

Светильники выбирают в основном в зависимости от микроклиматических условий помещения и от характеристик светораспределения.

расчеты

1 В зависимости от разряда и подразряда зрительной работы, источников света устанавливаем норму освещенности (по СНиП II-4-79 табл.2): Е = 100 лк.

2 Определяем индекс помещения (i) по формуле:

i=S/(Hp(B*D))

где S - площадь помещения, 288 м²;

Hp – расчетная высота подвеса светильников, принять Hp = 2,5 м;

D – длина помещения, 12 м;

B – ширина помещения,24 м.

i= 288 =3,2.

2,5*(12+24)

3 Зная индекс помещения, по табл. 3 определяем коэффициент использования светового потока: η= 0,31 %

4 Для ламп Г с мощностью 500 Вт определяем световой поток Ф = 1450 Лм.

Рассчитываем необходимое количество ламп количества ламп, обеспечивающее в данном помещении необходимое освещение:

n=

где Е – нормативное значение освещенности, лк;

S – площадь помещения, м²;

к – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников и наличие в оздухе пыли, дыма, копоти (принять к = 1,8);

z – поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность освещения (принять z = 1,1);

Ф – световой поток лампы, лм;

η – коэффициент использования светового потока.

n = 50*288*1,8*11 = 63,4

1450*0,31

Освещенность при использовании ламп накаливания следует снижать по шкалам освещенности на 2 ступени при системе общего освещения для разряда зрительной работы VӀ Е=50 лк.

Так как в одном светильнике две лампы, то необходимое количество светильников: N=63/2=15 шт.

Схема расположения светильников при L/H=2,5*1,4=3,5

Действие электрического тока на организм человека. Скрытая опасность поражения. Внешнее (местное) поражение, электрический удар (внутреннее поражение). Факторы, от которых зависит степень поражения.

Электрический ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна разности потенциалов, то есть напряжению на концах участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Прикоснувшись к проводнику, находящемуся под напряжением, человек включает себя в электрическую цепь, если он плохо изолирован от земли или одновременно касается объекта с другим значением потенциала. В этом случае через тело человека проходит электрический ток.

Действие электрического тока на живую ткань носит разносторонний характер. Проходя через организм человека, электроток производит термическое, электролитическое, механическое, биологическое и световое воздействие.

При термическом действии происходит перегрев и функциональное расстройство органов на пути прохождения тока.

Электролитическое действие тока выражается в электролизе жидкости в тканях организма, в том числе крови, и нарушении ее физико-химического состава.

Механическое действие приводит к разрыву тканей, расслоению, ударному действию испарения жидкости из тканей организма. Механическое действие связано с сильным сокращением мышц вплоть до их разрыва.

Биологическое действие тока выражается в раздражении и перевозбуждении нервной системы.

Световое действие приводит к поражению глаз.

Характер и глубина воздействия электрического тока на организм человека зависит от силы и рода тока, времени его действия, пути прохождения через тело человека, физического и психологического состояния последнего. Так, сопротивление человека в нормальных условиях при сухой неповрежденной коже составляет сотни килоом, но при неблагоприятных условиях может упасть до 1 килоома.

Ощутимым является ток около 1 мА. При большем токе человек начинает ощущать неприятные болезненные сокращения мышц, а при токе 12-15 мА уже не в состоянии управлять своей мышечной системой и не может самостоятельно оторваться от источника тока. Такой ток называется неотпускающим. Действие тока свыше 25 мА на мышечные ткани ведет к параличу дыхательных мышц и остановке дыхания. При дальнейшем увеличении тока может наступить фибрилляция сердца.

Переменный ток более опасен, чем постоянный. Имеет значение то, какими участками тела человек касается токоведущей части. Наиболее опасны те пути, при которых поражается головной или спинной мозг (голова-руки, голова-ноги), сердце и легкие (руки-ноги). Любые электроработы нужно вести вдали от заземленных элементов оборудования (в том числе водопроводных труб, труб и радиаторов отопления), чтобы исключить случайное прикосновение к ним.

Местная электротравма – ярко выраженная местное нарушение целостности тканей тела, в том числе костной ткани, вызванное действием электрического тока или электрической дуги. Чаще всего это поверхностные повреждения, т. е. поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.

Опасность местных травм и сложность их лечения зависят от места, характера и степени поражения тканей, а также от реакции организма на возбуждение. Как правило, местные травмы излечиваются и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. В редких случаях (обычно при тяжёлых ожогах) человек погибает. При этом непосредственной причиной смерти является не электрический ток, а местное повреждение организма, вызванное током.

Характерные местные электротравмы – электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, механические повреждения и электроофтальмия.

Как указывалось, примерно 75% случаев поражения людей током сопровождается возникновением местных электротравм (электрические ожоги; электрические знаки; металлизация кожи; механические повреждения кожи; электроофтальмия; смешанные травмы, т. е. ожоги с другими местными травмами).

Электрический удар – это возбуждение живых тканей электрическим током, проходящим через организм, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.

В зависимости от паталогических процессов, возникающих при поражении электрическим током, принято, условно, следующим образом классифицировать общие электротравмы:

- электрические удары I степени – наличие судорожного сокращения мышц без потери сознания;

- электрические удары II степени – судорожные сокращения мышц, сопровождающееся потерей сознания;

- электрические удары III степени – потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности или дыхания (возможно и то и другое);

- электрические удары IV степени – клиническая смерть.

Факторы, влияющие на тяжесть поражения электрическим током

К данным факторам относятся: сила, длительность воздействия тока, его род (постоянный, переменный), пути прохождения, а также факторы окружающей среды и др.

Сила тока и длительность воздействия. Увеличение силы тока приводит к качественным изменениям воздействия его на организм человека. С увеличением силы тока четко проявляются три качественно отличные ответные - реакции организма: ощущение, судорожное сокращение мышц (неотпускание для переменного и болевой эффект для постоянного тока) и фибрилляция сердца. Электрические токи, вызывающие соответствующую ответную реакцию организма человека, получили названия ощутимых, неотпускающих и фибрилляционных, а их минимальные значения принято называть пороговыми.

Экспериментальные исследования показали, что человек ощущает воздействие переменного тока промышленной частоты силой 0,6—1,5 мА и постоянного тока силой 5—7 мА. Эти токи не представляют серьезной опасности для организма человека, а так как при их воздействии возможно самостоятельное освобождение человека, то допустимо их длительное протекание через тело человека.

В тех случаях, когда поражающее действие переменного тока становится настолько сильным, что человек не в состоянии освободиться от контакта, возникает возможность длительного протекания тока через тело человека. Такие токи получили название неотпускающих, длительное воздействие их может привести к затруднению и нарушению дыхания. Численные значения силы неотпускающего тока не одинаковы для различных людей и находятся в пределах от 6 до 20 мА. Воздействие постоянного тока не приводит к неотпускающему эффекту, а вызывает сильные болевые ощущения, которые у различных людей наступают при силе тока 15—80 мА.

При протекании тока в несколько десятых долей ампера возникает опасность нарушения работы сердца. Может возникнуть фибрилляция сердца, т. е. беспорядочные, некоординированные сокращения волокон сердечной мышцы. При этом сердце не в состоянии осуществлять кровообращение. Фибрилляция длится, как правило, несколько минут, после чего следует полная остановка сердца. Процесс фибрилляции сердца необратим, и ток, вызвавший его, является смертельным. Как показывают экспериментальные исследования, проводимые на животных, пороговые фибрилляционные токи зависят от массы организма, длительности протекания тока и его пути.