Автоматизация процесса приготовления шампанского на установках непрерывного действия

Введение
Глава 1. Изучение технологического объекта управления
1.1. История развития производства шампанского
1.2. Характеристика процесса производства шампанского на установках непрерывного действия
1.2.1. Приготовление шампанских и игристых вин в системе последовательно соединенных аппаратов
1.2.2. Приготовление шампанских и игристых вин в одноемкостном, одно- или многокамерном аппарате
1.2.3. Приготовление шампанских и игристых вин в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей
1.3. Анализ и оптимизация материальных потоков при приготовлении шампанского на установках непрерывного действия
Глава 2. Разработка концепции математической модели
2.1. Применение математических моделей для оптимизации размещения товаров на складах
2.2 Симплекс-метод решения задачи линейного программирования
2.3. Пример решения поставленной задачи
Глава 3. Экономическая эффективность проекта
Глава 4. Безопасность жизнедеятельности.
4.1 Общие положения. Выбор оборудования
4.2. Потенциально опасные и вредные производственные факторы
4.3. Разработка безопасных оптимальных условий труда. Технические и организационные меры защиты
4.4. Нормирование шума. Методы защиты от шума
4.5. Информационно - справочная система "Охрана труда"
4.6. Выводы по охране труда
Заключение
Список литературы

Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками.
Порядок разработки и аттестации методик выполнения измерений определяется Госстандартом России.
Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибро-вочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах.
Калибровка может проводиться любой метрологической службой. Это добровольная процедура, однако для ее проведения необходимы опреде-ленные условия. Основное условие – прослеживание измерений, т.е. обяза-тельная передача размера единицы от эталона к рабочему средству измере-ний.
Появление калибровки является следствием процесса разгосудар-ствления процесса контроля за состоянием СИ, своего рода либерализация метрологического контроля.
Методики (методы) измерений, предназначенные для выполнения прямых измерений, вносятся в эксплуатационную документацию на средства измерений. Подтверждение соответствия этих методик (методов) измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений. В остальных случаях подтверждение соответствия методик (методов) измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется путем аттес-тации методик (методов) измерений. Сведения об аттестованных методиках (методах) измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими аттестацию юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.
В Российской Федерации применяются единицы величин Между-народной системы единиц, принятые Генеральной конференцией по мерам и весам и рекомендованные к применению Международной организацией законодательной метрологии.
11. Безопасность жизнедеятельности
11.1 Общие положения. Выбор оборудования
Одним из наиболее важных моментов в комплексе мероприятий, направленных на совершенствование условий труда, являются мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности сотрудника на рабочем месте (охране труда). Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Основной задачей охраны труда является сведение к минимальной вероятности поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда. Этим вопросам с каждым годом уделяется все большее внимание, т.к. забота о здоровье человека стала не только делом государственной важности, но и элементом конкуренции работодателей в вопросе привлечения кадров. Для успешного воплощения в жизнь всех мероприятий по охране труда необходимы знания в области физиологии труда, которые позволяют правильно организовать процесс трудовой деятельности человека.
В данном разделе дипломного проекта освещаются основные вопросы техники безопасности и экологии труда: проведен анализ условий труда оператора ЭВМ, выявлены потенциально опасные вредности, которые сопровождают этот процесс, спроектировано оптимальное рабочее место, производственное освещение, вентиляция помещения, методы защиты от шума, проведен расчет системы вентиляции рабочего помещения.
Анализ условий труда оператора ПК
Согласно ГОСТ 12.2.032-78 (рабочее место для выполнения работ в положении сидя) конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия:
- оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;
- достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;
- необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач.
Факторы, окружающие оператора ПК, на рабочем месте:
напряжение зрения;
опасности и вредности, источником которых является ПЭВМ;
напряжение внимания;
нервно-эмоциональное напряжение;
интеллектуальное напряжение;
рабочее место, рабочая поза;
сменность;
продолжительность работы;
температура воздуха на рабочем месте.
Проведем расчет интегрального показателя условий труда по методу арифметического усреднения баллов биологически значимых показателей. На основании краткой характеристики технологического процесса или вида трудовой деятельности составим карту условий труда на рабочем месте (табл. 1.), где каждый из факторов получит оценку в баллах.
Таблица 1. Карта условий труда на рабочем месте
№ Показатели условий
труда,
единицы измерения. Оценка показателей Длительность воздействия Балл с
учетом
экспози ции Абс. Балл мин Доля смены А. Психофизиологические нагрузки 1 Напряжение зрения: освещенность РМ, лк 400 2 480 1 2 размеры объекта, мм 1 1 480 1 1 разряд зрительной 3-4 2 480 1 2 работы энтропия зрительной 8 1 480 1 1 информации, бит/сигнал число информационных <75 1 480 1 1 сигналов в час 2 Напряжение слуха: уровень шума, дБ <ПДУ 1 480 1 1 Отношение 80 1 480 1 1 сигнал/шум, % энтропия слуховой 8 1 480 1 1 информации, бит/сигнал 3 Напряжение внимания: длительность <25 1 480 1 1 сосредоточения внимания, % времени смены число
важных объектов
наблюдения
<5 1 480 1 1 - число движений <360 1 480 1 1 пальцев в час 4 Напряжение памяти: необходимость помнить 1 2 480 1 2 об элементах работы свыше 2-х ч., число эл. поиск рассогласований 10 1 480 1 1 в % от числа регулируемых параметров 5 Нервно-эмоциональное 1 1 480 1 1 напряжение 6 Интеллектуальное 1 1 480 1 1 напряжение 7 Статическая нагрузка в течение смены, кгс*сек: на одну руку < 1 480 1 1 18000 - на обе руки < 1 480 1 1 43000 - на весь корпус < 1 480 1 1 61000 8 Рабочее место, поза, Поза 1 480 1 1 перемещение в свобо пространстве. дная Экспертная оценка. 9 Сменность одна 1 480 1 1 10 Продолжительность 8 2 480 1 2 работы в течение суток, ч 11 Монотонность: число приемов в 5-3 3 480 1 3 операции длительность повтора 20-30 3 480 1 3 операции, с 12 Режим труда и отдыха Обосн 1 480 1 1 ованн ый, гимна стика Б. Санитарно-гигиенические условия 13 Температура воздуха на рабочем месте, С : теплый период 23-28 3 480 1 3 - холодный период 17-19 2 480 1 2 14 Промышленная пыль, - 1 480 1 1 кратность превышения ПДК 15 Ультразвук в воздухе <ПДУ 1 480 1 1 ПДУ + превышение, дБ, 16 Тепловое излучение, 0 0 480 1 0 Вт/см 17 Ионизирующие <ПДУ 1 480 1 1 излучения, мр/ч В. Оценка условий труда 18 Число факторов, 3 формирующих тяжесть труда, п Сумма баллов 9 Усредненный балл 3
Рассчитаем интегральную оценку категории тяжести труда оператора ПК по формуле:
kΣ = 19.7 * kсp - 1.6 * kcp 2 , (1)
где kср - усредненный коэффициент, вычисляемый по формуле:
kcp = (k1+k2+...+kn)/n, (2)
где k1 k2 , ... , kn - баллы факторов, формирующих тяжесть труда, n - число факторов, формирующих тяжесть труда.
Поскольку факторы монотонности и температура воздуха в теплый период имеют значение 3, то они рассматриваются как формирующие тяжесть труда, а остальные факторы не принимаются во внимание при расчете kср.
kcp = (3+3+3)/3 = 3
kΣ - 14,7*3-1,6*9 = 29,7 (балл * 10)
Зная величину kΣ, находим категорию тяжести труда. Таким образом, работу оператора ПК можно отнести к категории тяжести II. Для этой категории тяжести труда характерны: допустимые условия труда, высокая работоспособность, отсутствуют функциональные сдвиги по медицинским показателям.
Краткое описание технологического процесса
Рабочее место оператора должно быть оборудовано современными мониторами. На каждом мониторе должно быть нанесено защитное покрытие, или должны быть применены защитные экраны, а также специальное антибликовое покрытие. Проблем с соблюдением норм безопасности мониторами не существует, если монитор прошел соответствующую сертификацию. Это можно и обобщить на всё компьютерное оборудование. В частности обеспечения наклона клавиатуры, шумовых, электрических характеристик и т.д.
Основное внимание должно уделяться обеспечению соблюдения санитарных норм и требований к помещению. Должны быть рассмотрены и учтены такие факторы: освещение, климат, шум, объём и площадь помещения.
При несоблюдении норм труд оператора становится не безопасным для здоровья.
11.2. Потенциально опасные и вредные производственные факторы
Имеющийся в настоящее время комплекс разработанных организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный опыт работы ряда предприятий, основным инструментом работы которых является компьютер, говорит, что имеется возможность добиться значительно больших успехов в деле устранения воздействия на работника опасных и вредных производственных факторов.
Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, то его считают вредным. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным. Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизические.
Состояние условий труда операторов ПК, на сегодняшний день, еще не удовлетворяют современным требованиям. Люди, работающие за компьютером, сталкиваются с воздействием таких физически опасных и вредных производственных факторов, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаточная освещенность рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество и другие.
Многие программисты и операторы ПК испытывают воздействие таких психофизических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызванное развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими во время работы в центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга.
Медицинские обследования показали, что помимо снижения производительности труда высокие уровни шума приводят к ухудшению слуха. Длительное нахождение человека в зоне комбинированного воздействия различных неблагоприятных факторов может привести к профессиональному заболеванию.
Факторы, окружающие инженера-программиста, на рабочем месте:
1. Напряжение зрения;
2. Напряжение внимания;
3. Нервно-эмоциональное напряжение;
4. Интеллектуальное напряжение;
5. Рабочее место, рабочая поза;
6. Сменность и продолжительность работы;
7. Температура воздуха на рабочем месте.
Характеристика источников выявленных факторов и самих факторов
Работа с монитором
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) - это электронная пушка. Это означает, что ЭЛТ заряжена отрицательно, а, следовательно, вне ЭЛТ происходит накопление положительно заряженных частиц. Человек чувствует себя хорошо, когда в окружающей его среде соотношение положительных и отрицательных ионов почти одинаково. Однако перед экраном монитора образуется избыток положительных ионов. Всегда имеющиеся в воздухе офиса микрочастицы (пыль, дым табака, и т.д.), разгоняются потоком положительно заряженных ионов и оседают на лице и глазах оператора, сидящего перед экраном. В результате такой "бомбардировки" у оператора могут возникать:
- головная боль, бессонница;
- раздражение кожи;
- усталость глаз;
Кресло
Проведенные исследования выявили связь между работой на компьютере и такими недомоганиями, как астенопия, боли в спине и шее, запястный синдром. Все выше перечисленные болезни прямо или косвенно вызваны неправильной посадкой человека перед компьютером. Форма спинки кресла должна повторять форму спины. Специалисты по эргономике считали, что угол между бедрами и позвоночником должен составлять 90 градусов.
Клавиатура
Неправильно расположенная клавиатура стимулирует развитие запястного синдрома - болезненного поражения срединного нерва запястья.
Эффекты отражения и рабочий стол
Светло окрашенная мебель офиса и большие окна являются дополнительными источниками света. В очень светлом помещении плохо видны буквы и цифры на экране монитора. Это вызывает головную боль, ухудшение зрения, снижения концентрации, а также приводит к ошибкам в работе из-за некорректного восприятия информации.
Оригиналодержатель
Часто приходится набивать тексты с листа бумаги, не имея возможности вводить информацию со сканера. Правильно расположенный лист бумаги, с которого производится ввод текста, обезопасит оператора от искажения зрения.
Шумы
Повышенный уровень шума вызывает трудности в распознавании цветовых сигналов, снижает быстроту восприятия цветовых сигналов, снижает быстроту восприятия цвета, остроту зрения, зрительную адаптацию, нарушает восприятие визуальной информации, снижает способность быстро и четко выполнять координированные действия, уменьшает на 5-10% производительность труда. Длительное воздействие повышенного уровня шума с уровнем звукового давления 90 Дб снижает производительность труда на 30-60%. Медицинские обследования инженеров-программистов показали, что помимо снижения производительности труда высокие уровни шума при местном действии приводят к утомлению, ухудшению слуха и тугоухости. Кроме того, при общем действии повышенный уровень шума вызывает нарушение ритма сердечной деятельности, изменение кровяного давления, ухудшение органов дыхания.
Выделение избытков теплоты
Повышенная температура внешней среды приводит к быстрому утомлению, снижает быстроту восприятия зрительной и слуховой информации, общей заторможенности человека вследствие нарушения сердечной деятельности (увеличение быстроты биения сердца), изменения кровяного давления.
Психофизические факторы
Многие программисты связанны с воздействием таких психофизических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых аппаратов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки. Воздействие указанных неблагоприятных факторов приводит к снижению работоспособности, вызываемое развивающимся утомлением. Появление и развитие утомления связано с изменениями, возникающими в процессе работы центральной нервной системе, с тормозными процессами в коре головного мозга.
Выбор и обоснование методов борьбы с вредными и опасными производственными факторами
Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующихвопросов:
- организация рабочего места программиста;
- определение оптимальных условий труда программиста.
Организация и оборудование рабочего места инженера-программиста
Рабочее место - это часть пространства, в котором инженер осуществляет трудовую деятельность и проводит большую часть рабочего времени. Рабочее место, хорошо приспособленное к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организованное, в отношении пространства, формы, размера, обеспечивает ему удобное положение при работе и высокую производительность труда при наименьшем физическом и психическом напряжении. При правильной организации рабочего места производительность труда инженера возрастает с 8 до 20 процентов.
Согласно ГОСТ 12.2.032-78 (рабочее место для выполнения работ в положении сидя) конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия:
- оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места;
- достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения;
- необходимо естественное и искусственное освещение для выполнения поставленных задач;
- уровень акустического шума не должен превышать допустимого значения.
Основные элементы рабочего места инженера: стол и кресло. При разработке электронного справочника используется следующее оборудование: монитор, системный блок, клавиатура, принтер, колонки, мышь.
При работе в положении сидя рекомендуются следующие параметры рабочего пространства:
- высота рабочей поверхности стола над полом 700-750 мм;
- ширина не менее 700 мм;
- глубина не менее 800 мм. (модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой высоте, равной 725 мм.).
Под рабочей поверхностью должно быть предусмотрено пространство для ног:
- высота не менее 600 мм;
- ширина не менее 500 мм;
- глубина на уровне колен должна быть не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650 мм.
Таким образом, при проектировании письменного стола учитываются следующие факторы: высота стола должна быть выбрана с учетом возможности сидеть свободно, в удобной позе, при необходимости опираясь на подлокотники; нижняя часть стола должна быть сконструирована так, чтобы программист мог удобно сидеть, не поджимая ноги; поверхность стола должна обладать свойствами, исключающими появление бликов в поле зрения программиста; конструкция стола должна предусматривать наличие выдвижных ящиков (не менее 3).
Еще одним важным элементом рабочего места программиста является кресло. Оно выполняется в соответствии с ГОСТ 21.889-76. При проектировании кресла исходят из того, что при любом рабочем положении программиста его поза должна быть физиологически правильно обоснованной, т.е. положение частей тела должно быть оптимальным.
Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также – по расстоянию спинки до переднего края сиденья.
Для удовлетворения требований физиологии, вытекающих из анализа положения тела человека в положении сидя, конструкция рабочего сидения должна удовлетворять следующим основным требованиям:
- допускать возможность изменения положения тела, т.е. обеспечивать свободное перемещение корпуса и конечностей тела друг относительно друга;
- допускать регулирование высоты в зависимости от роста работающего человека (в пределах от 400 до 550 мм);
- иметь слегка вогнутую поверхность;
- иметь небольшой наклон назад.
Наиболее удобным считается сидение, имеющее выемку, соответствующую форме бедер, и наклон назад. Спинка кресла должна быть изогнутой формы с длиной 30 см, шириной 11 см и радиусом изгиба 30-35 см.
Расположение оборудования на рабочем столе должно быть следующим:
- клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю. Более конкретное расположение определяется по длине предплечья: для мужчин 252 мм, для женщин 225 мм;
- монитор необходимо разместить таким образом, чтобы на него было удобно смотреть. Расстояние до монитора, определяемое по росту в положении сидя, составит для мужчин 743 мм, для женщин- 667 мм. Нужно повернуть монитор так, чтобы смотреть на экран под прямым углом, а не сбоку. Лучше чтобы инженер смотрел на экран немного сверху вниз, так чтобы экран был слегка наклонен – нижний его край должен быть ближе к краю стола. Кроме этого, необходимо правильно задать регулировки изображения. Сначала надо отрегулировать яркость и контрастность монитора, не следует делать изображение слишком ярким, это может привести к быстрой усталости глаз;
- колонки размещаются слева и справа от монитора;
- мышь размещается справа от клавиатуры;
- принтер следует разместить справа от монитора, но при этом следует учитывать, чтобы они располагался в зоне максимальной досягаемости.
Рабочее место необходимо оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.
Исходя из вышесказанного, выберем следующие параметры стола программиста:
- высота стола 700 мм;
- длина стола 1300 мм;
- ширина стола 750 мм;
Пространство для ног составит:
- высота 680 мм,
- ширина 600 мм,
-глубина на уровне колен 500 мм, на уровне вытянутых ног 670 мм.
Выбранное кресло будет подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья, спинки и расстоянию спинки до переднего края сиденья. Спинка кресла изогнутой формы и имеет следующие параметры: длина 32 см, ширина 11 см, радиус изгиба составит 34 см. Выбрано следующее расположение оборудования:
- клавиатура находится в 250 мм от края рабочего стола, обращенного к пользователю;
- монитор располагается в 740 мм от края рабочего стола таким образом, чтобы взгляд падал на него под прямым углом.
В нашем случае выбранная подставка для ног будет иметь следующие параметры: ширина 310 мм, глубина 420 мм, регулировка по высоте до 100 мм и по углу наклона опорной поверхности до 15 градусов, бортик подставки – 10 мм.
Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации.
Важным моментом является также рациональное размещение на рабочем месте документации, канцелярских принадлежностей, что должно обеспечить работнику удобную рабочую позу, наиболее экономичные движения и минимальные траектории перемещения работающего и предмета труда на данном рабочем месте. Создание благоприятных условий труда и правильное эстетическое оформление рабочих мест на производстве имеет большое значение, как для облегчения труда, так и для повышения его привлекательности, положительно влияющей на производительность труда. Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения. В служебных помещениях, в которых выполняется однообразная умственная работа, требующая значительного нервного напряжения и большого сосредоточения, окраска должна быть спокойных тонов. При разработке оптимальных условий труда программиста необходимо учитывать освещенность, шум и вентиляцию помещения.
11.3. Разработка безопасных оптимальных условий труда. Технические и организационные меры защиты
В настоящее время для обеспечения комфортных условий используются как организационные, так и технические средства. К числу организационных относится рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, а также организация правильного чередования труда и отдыха. В связи с этим рекомендуется на территории предприятия организовывать рекреационную зону со скамейками для отдыха, кафе, а также отведенными местами для курения, оборудованными в соответствие с правилами противопожарной безопасности. Технические средства включают рациональное освещение рабочего места, вентиляцию, нормирование шумов, кондиционирование воздуха, отопительную систему.
Требования к освещению помещения и рабочего места инженера-программиста
Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте программиста должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин: - недостаточность освещенности; - чрезмерная освещенность; - неправильное направление света.
Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.
Данные требования описаны в санитарных нормах и правилах (СанПиН) для работников вычислительных центров от 22-05-95.
Естественное освещение в помещении относительно рабочего места программиста должно располагаться таким образом, чтобы свет на рабочее место подавался с левой стороны, так как это гарантирует отсутствие затененности от руки при возможной работе с бумажной документацией. Схема оптимального и допустимого положения источников естественного света относительно рабочего места программиста представлена на рис. 6.
Рис. 6. Схема организации естественного освещения.
Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ПЭВМ осуществляется системой общего равномерного освещения.
В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, разрешено применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).
Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк, также допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов, но с таким условием, чтобы оно не создавало бликов на поверхности экрана и не увеличивало освещенность экрана более чем на 300 лк.
В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.
Общее освещение следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ПЭВМ. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом, ближе к его переднему краю, обращенному к оператору. Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.
Правильно выполненная система освещения имеет большое значение в снижении производственного травматизма, создает нормальные условия для работы органов зрения, повышает работоспособность организма. Это увеличивает производительность труда при работе средней категории тяжести труда на 5-6 %, при тяжелой зрительной работе на 15%, а при работе в пределах зрительного восприятия – на 40%.
Напряженная зрительная работа вследствие нерационального освещения может явиться причиной функциональных нарушений в зрительном анализаторе и привести к расстройству зрения, а в тяжелых случаях – и к полной потере.
Основная задача освещения в производственных помещениях состоит в обеспечении оптимальных условий для видения. Эта задача решается выбором наиболее рациональной системы освещения и источников света.
В производственных помещениях предусматривают три вида освещения: естественное, искусственное и смешанное (совмещенное).
В данном проекте для рабочего помещения выбрана система освещения смешанного типа. Данное освещение представляет сочетание естественного (через окно) и общего искусственного освещения. Общим называют освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения (в отличие от местного, предназначенного для освещения определённого рабочего места). Местное освещение не рассчитывается, поскольку рекомендованное в данной работе размещение светильников общего освещения позволяет избежать отражённой блесткости от поверхности стола и экрана монитора.
Выбор источников света
Действующие нормы проектирования производственного освещения СНиП II-4-79 устанавливают количественную и качественную характеристику освещения.
Искусственное освещение производственных помещений выполняется лампами накаливания и газоразрядными лампами. В качестве источников освещения выбраны газоразрядные лампы, так как они имеют высокую светоотдачу (до 100 лм/Вт), продолжительность горения достигает 15-18 тыс. часов, дают возможность получать световой поток в любой части спектра, имеют незначительный нагрев поверхности. Наиболее подходящими для помещения, где будут разрабатывать электронный справочник, являются люминесцентные лампы ЛБ (белого света) мощностью 65 Вт.
Нормирование искусственного освещения
В данном проекте вид выполняемых работ можно отнести к третьему разряду (III) зрительной работы, выбранный подразряд зрительной работы - в. Таким образом, величина объекта различения составит от 0,3 до 0,5 мм, при общем освещении заданная освещенность составит 300 лк.
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы программиста в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.
Расчет искусственного освещения
Прежде чем начать расчет искусственного освещения необходимо дать более подробную характеристику производственного помещения. Длина помещения составит 5 метров, ширина 5 м. Высота потолка составит 3,2 м. Стены помещения окрашены в кремовый цвет, потолок белого цвета, пол покрыт линолеумом темного серо-голубого цвета. Цветовая гамма и соответственно коэффициент отражения используется в соответствии с ГОСТ 181-70 (указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий).
Расчет искусственного освещения проведем методом коэффициента использования. При расчете по этому методу световой поток лампы в каждом светильнике Fл находиться по формуле:
Fл= (E * k * S * z)/N*η,
где Е – заданная минимальная освещенность, лк; к- коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации за счет загрязнения ламп и светильников (для люминесцентных ламп берется коэффициент 1,5); S – освещаемая площадь, м2, z –отношение средней освещенности к минимальной (для люминесцентных ламп 1,1), N – число ламп, η – коэффициент использования светового потока в долях единицы (отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех дамп).
Площадь S освещаемого помещения при следующих параметрах Lд = 5 м, Lш = 5 м составит:
S = Lд * Lш = 5 м*5м = 25 м2.
Заданная минимальная освещенность составит 300 лк.
Для определения коэффициента использования светового потока определим индекс помещения по формуле:
i= S/(h*( Lд + Lш),
где h – высота светильника над рабочей поверхностью.
i= 25м2/( 3м*(5м+5м))=0.83
Учитывая вышеперечисленные характеристики помещения, определим коэффициент использования. Исходя из следующих показателей коэффициентов отражения: потолка ρ п = 70%; стен ρ с = 50%; пола ρ р = 30% коэффициент использования составит 52% или 0,52. Общий световой поток будет равен:
Fобщ= (E * k * S * z)/η= (300лк*1,5*25м2*1,1)/0,52=23798,077 лм.
Среднее значение светового потока люминесцентной лампы ЛБ мощностью 65 Вт составляет 4800 лм, таким образом, рассчитаем количество необходимых ламп:
N= Fобщ/Fл=23798,077 лм / 4800 лм = 5.
Определим электрическую мощность всей осветительной системы.
P общ = P1*N=65 Вт*5 = 325 Вт.
Качественные характеристики освещения
К нормируемым характеристикам промышленных осветительных установок относятся: показатель ослепленности, показатель дискомфорта, коэффициент пульсации светового потока, цилиндрическая освещенность.
Показатель ослепленности
Показатель ослепленности является критерием оценки слепящего действия, создаваемого осветительной установкой. Расчет показателя ослепленности (Р) производится исходя из справочных данных приведенных в справочной литературе, из которых следует, что выбранный ранее светильник по светотехническим параметрам относиться к четвертой группе (со значениями типа кривой силы света Д и защитным углом в поперечной плоскости 30°, а в продольной - 90°). Из справочной таблицы находим то, что Р равен 40 (выбирается по разряду зрительной работы III-в, номеру группы и мощности лампы 65 Вт). Таким образом, показатель находиться в пределах от 20 до 80 единиц, что соответствует требованиям норм для промышленных осветительных установок.[19]
Показатель дискомфорта
Для расчета показателя дискомфорта в осветительной установке, оснащенной светильниками, разработан табличный инженерный метод. Проверка осветительных установок (ОУ) на соответствие нормируемым значениям показателя дискомфорта производится в зависимости от светораспределения светильника и распределения светового потока светильника в верхней и нижней полусфере, а также его геометрических размеров. Определение соответствия ОУ нормам устанавливается следующим образом: уточняем группу и подгруппу светильника из табличных данных (в нашем случае это I группа, подгруппа – д), затем находим значение индекса помещения по дискомфорту im = 1,2 ( учитывая коэффициенты отражения стен ρ с = 50% и пола ρ р = 30%) при максимально допустимом значении показателя дискомфорта М=25. Затем сравниваем im = 1,2 и iп = 0,83 , и определяем соответствие требованиям ОУ по дискомфорту: так как iп<im, то ОУ соответствует требованиям, и светильник типа Л201Г265-33М обеспечивает нормируемое значение М в данной ОУ.
Цилиндрическая освещенность
Цилиндрическая освещенность (Ец) является характеристикой ощущения насыщенности помещения светом и определяется как средняя плотность светового потока на боковой поверхности цилиндра с вертикальной осью, радиус и высота которого стремятся к нулю. Цилиндрическая освещенность зависит от КСС светильников, их числа и размещения, геометрических размеров освещаемого помещения и отражающих свойств поверхностей потолка, стен и пола. Нормированное значение цилиндрической освещенности устанавливается СНиП П-4-79. Значение Ец определяется на расстоянии 1 м от торцевой стены на центральной продольной оси помещения на высоте 1,5 м от пола.
Минимальная цилиндрическая освещенность (Ец)100 от равномерно расположенных по потолку светильников рассчитывается в нашем случае следующим образом: с помощью вспомогательных графиков[14] и индекса помещения. Индекс помещения равен iп = 0,83, используем график зависимости минимальной цилиндрической освещенности от индекса помещения для светораспределения Iα= I0 cos α при удельном световом потоке равном 100 лм/м2 (так как светильник типа Л201Г265-33М относится к группе со светораспределением Iα= I0 cos α). Таким образом, выбираем кривую 1, так как значения hр= 3 м, и, учитывая коэффициенты отражения стен ρ с = 50% и пола ρ р = 30% . В результате, получим значение (Ец)10037 лк.
Для светильников, излучающих весь световой поток в нижнюю полусферу, удельный световой поток светильников определяется по формуле:
Фу = n*Фл*Фсв/1000*S,
где n - общее число ламп, установленных во всех светильниках; Фл - световой поток лампы, лм; Фсв - световой поток светильника для условной лампы с потоком 1000 лм; S - площадь потолка помещения, м.
Вычисляем фактический удельный световой поток, принимая при этом, что световой поток светильника в нижнюю полусферу равен 550 лм (КПД светильника умноженное на 1000), световой поток лампы ЛБ мощностью 65 Вт равен 4800 лм, площадь помещения 25 м2.
Фу = 5*4800*5