Естественное освещение - Расчет бокового одностороннего естественного освещения в производственном помещении

МПС РФ

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра: «Безопасность жизнедеятельности»

Расчетно-графическая работа

по дисциплине: «Безопасность жизнедеятельности»

На тему: «Естественное освещение»

Задание 4, вариант 10

Выполнил

студент группы

МЭ-III-561

Рашников А.В.

Принял

преподаватель

Павленко Ю.В.

Минеральные Воды

2004

Содержание

1. Светотехнические характеристики и единицы измерения

Для характеристики света применяются определенные светотех­нические понятия и величины.

Часто приходится наблюдать явления, которые связаны с дей­ствием источников энергии, расположенных на значительном рас­стоянии. Так, мы ощущаем энергию Солнца в виде тепла и света, несмотря на то, что оно находится на огромном расстоянии от Зем­ли. В подобных случаях передача энергии происходит посредством лучеиспускания. Такая энергия называется лучистой. Она распро­страняется в пространстве прямолинейно в виде электромагнит­ных колебаний, называемых электромагнитными волнами. Для из­мерения длин волн ? видимого участка спектра применяются доле­вые значения основной единицы длины — метра: 1 микрон (мкм) равен 10^-6 м; 1 нанометр (нм) равен 10^-9 м; 1 ангстрем ( А ) равен 10^-10 м.

Мощность лучистой энергии называется лучистым потоком, ко­торый представляет собой количество лучистой энергии, переноси­мой в единицу времени. Измеряется он в ваттах (Вт). Человеческий глаз воспринимает лучистую энергию в пределах длин волн от 380 до 760 нм. Этот участок спектра электромагнитных колебаний на­зывается видимым участком спектра. Действуя на глаз, он вызыва­ет ощущение света. Действие отдельных частей видимого участка спектра при определенных соотношениях воспринимается глазом как белый свет. К ним относится излучение дневного рассеянного света неба, солнца и др.

Чувствительность глаза к излучению разных длин волн видимо­го участка спектра неодинакова. Называется она спектральной чувствительностью глаза. Наибольшую чувствительность нормаль­ный человеческий глаз имеет к желто-зеленому излучению, длина волны которого равна 556 нм. Мощность лучистой энергии, характеризующаяся производимым ею световым ощущением, называется световым потоком. За еди­ницу светового потока принят люмен (лм). Люмен — это световой поток, испускаемый платиновой пластинкой с площадью 0,5305 мм² при температуре затвердевания 2042°К (по Кельвину). Для измере­ния больших значений светового потока применяется килолюмен, который равен 1000 лм.

Распределение светового потока в пространстве характеризуется его пространственной плотностью, определяемой количеством све­тового потока, приходящегося на единицу телесного угла. Прост­ранственная плотность светового потока называется силой света. За единицу силы света принята такая пространственная плотность светового потока, когда в пределах телесного угла в 1 ст (стера­диан) равномерно распространяется световой поток в 1 лм. Эта единица света называется свечой (св). Стерадиан — единица измере­ния телесного угла. Он равен телесному углу, вырезывающему на поверхности сферы радиусом R площадь, численно равную квадрату радиуса данной сферы r².

Поверхностная плотность падающего светового потока называ­ется освещенностью. Ее характеризует количество светового по­тока, приходящегося на единицу поверхности. Если падающий све­товой поток равномерно распределяется на поверхности, то осве­щенность Е равна

где F_пад — световой поток в лм;

S — площадь поверхности, на которую падает световой поток.

Освещенность, создаваемая равномерно распределенным свето­вым потоком в 1 лм на поверхности в 1 м², называется люксом (лк). Люкс принимают за единицу освещенности. Освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света получает каждый элемент поверхности.

Отношение силы света, излучаемого в рассматриваемом направ­лении, к площади светящей плоскости называется яркостью. Из­меряя силу света в свечах и проекции светящей поверхности в квад­ратных метрах, получаем яркость, выраженную в свечах на 1 м². Эта единица называется нитом (нт). Яркостью в 1 нт обладает рав­номерно светящаяся плоская поверхность, излучающая в перпен­дикулярном к ней направлении свет силой в 1 св с 1 м².

Таким образом, основными световыми величинами являются световой поток, сила света, освещенность и яркость.

2. Достоинства и недостатки естественного освещения. Общие положения освещения.

На железнодорожном транспорте и в транспортном строитель­стве особое значение в обеспечении безопасности движения поездов и создании здоровых, высокопроизводительных условий труда имеет освещение, в немалой степени – естественное освещение. Четкая видимость и различение сигналов (свето­форов, семафоров и др.), показаний приборов на пультах управле­ния возможны только при достаточной освещенности рассматривае­мого предмета, правильном размещении источников света по отно­шению к освещаемому объекту и объектов по отношению к глазу работающего.

Приспособление глаза к различным уровням яркости, находя­щимся в поле зрения, называется адаптацией. Адаптация позволяет людям хорошо ориентироваться на ярком свету и в условиях почти полной темноты. Время, необходимое глазу для переадаптации от одного уровня яркости к другому, неодинаково. Адаптация к боль­шим яркостям (световая адаптация) протекает быстро, в противо­положность адаптации к малым яркостям (темновая адаптация), которая требует большего времени.

Предмет может быть обнаружен при наличии некоторой разни­цы в яркости наблюдаемого предмета и фона, на котором он рас­сматривается. Чем больше контраст, тем лучше виден предмет на фоне. Способность глаза ощущать наименьшие контрасты называет­ся контрастной чувствительностью. Чем меньше воспринимаемый глазом контраст, тем выше его контрастная чувствительность. С увеличением яркости фона повышается и контрастная чувствитель­ность. Однако следует отметить, что увеличение контрастной чувст­вительности происходит только до определенного значения яркости фона, после чего она постепенно снижается.

Точность зрительной работы определяется также разрешающей силой нормального глаза, которая равна единице. Чувствитель­ность глаза к различению мелких деталей будет тем больше, чем меньше разрешающая сила глаза.

Величина, обратная разрешающей силе глаза, называется ост­ротой зрения. Острота зрения, равная единице, будет при разреша­ющей силе глаза, также равной единице. При разрешающей силе, равной двум, острота зрения составит 0,5.

Зрительная работа (острота зрения, контрастная чувствитель­ность, скорость различения и др.) определяется следующими фак­торами: степенью яркости рассматриваемых объектов, наличием контраста между объектом и фоном, угловым размером и временем наблюдения объекта. Улучшение зрительной работы глаза обеспечивается при повышении освещенности рабочих поверхнос­тей с обязательным устранением блескости из поля зрения.

3. Виды естественного освещения

Естественное освещение — освещение помещений пря­мым или отраженным светом, проникающим че­рез световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в помещениях с постоянным пребыванием людей. Без естествен­ного освещения допускается проектировать от­дельные виды производственных помещений сог­ласно Санитарным нормам проектирования про­мышленных предприятий.

Различают следующие виды естественного освещения помещений:

• боковое одностороннее — когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения,

Рисунок 1 - Боковое одностороннее естественное освещение

• боковое — световые проемы в двух противо­положных наружных стенах помещения,

Рисунок 2 - Боковое естественное освещение

• верхнее — когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания,

• комбинированное — световые проемы, предус­мотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

4. Принцип нормирования естественного освещения

Естественное освещение используется для общего освещения производственных и подсобных помещений. Оно создается лучистой энергией солнца и на организм человека действует наиболее бла­гоприятно. Используя этот вид освещения, следует учитывать ме­теорологические условия и их изменения в течение суток и перио­дов года в данной местности. Это необходимо для того, чтобы знать, какое количество естественного света будет попадать в поме­щение через устраиваемые световые проемы здания: окна — при боковом освещении, световые фонари верхних перекрытий здания — при верхнем освещении. При комбинированном естественном осве­щении к верхнему освещению добавляется боковое.

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение. Установленные расчетом размеры световых проемов допускается изменять на +5, -10%.

Неравномерность естественного освещения помещений производственных и общественных зданий с верхним или верхним и естественным боковым освещением и основных помещений для детей и подростков при боковом освещении не должна превышать 3:1.

Солнцезащитные устройства в общественных и жилых зданиях следует предусматривать в соответствии с главами СНиП по проектированию этих зданий, а также с главами по строительной теплотехнике.

Качество освещения естественным светом характеризуется коэф­фициентом естественной освещенности к_ео, который представляет собой отношение освещенности на горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности снаружи,

,

где Е_в — горизонтальная освещенность внутри помещения в лк;

Е_н — горизонтальная освещенность снаружи в лк.

При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности — к_{ео мин}, а при верхнем и комбинированном освещении — среднее его значение — к_{ео ср}. Способ расчета коэффициента естественной освещенности приведен в Санитарных нормах проектирования промышленных предприя­тий.

С целью создания наиболее благоприятных условий труда уста­новлены нормы естественной освещенности. В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешан­ное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.

Строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) коэф­фициенты естественной освещенности производственных помещений установлены в зависимости от характера работы по степени точ­ности (табл. 1).

Для поддержания необходимой освещенности помещений норма­ми предусматривается обязательная очистка окон и световых фона­рей от 3 раз в год до 4 раз в месяц. Кроме того, следует система­тически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.

Таблица 1 - Коэффициенты естественной освещенности для производственных помещений

Характеристика зрительной работы по степени точности	Наименьший размер объекта различения в мм	Разряд зрительной работы	Значение коэффи­циента в % при естественном осве­щении
верхнем и комбиниро­ванном	боко­вом
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	10	3,5
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,3	II	7	2,5
Высокой точности	От 0,3 до 0,5	III	5	2,0
Средней точности	От 0,5 до 1,0	IV	4	1,5
Малой точности	От 1,0 до 5,0	V	3	1,0
Грубая	Более 5,0	VI	2	0,5
Работа с самосветящимися материалами и изделиями в го­рячих цехах		VII	3	1,0
Общее наблюдение за ходом производственного процесса:
постоянное наблюдение		VIII	1	0,3
периодическое наблюде­ние за состоянием обору­дования		VIII	0,7	0,2
Работа на механизированных складах		IX	0,5	0,1

Нормы естественного освещения промышленных зданий, сведенные к нормированию К.Е.О., представлены в СНиП 23-05-95. Для облегчения нормирования освещенности рабочих мест все зрительные работы по степени точности делятся на восемь раз­рядов.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину К.Е.О. в зависимости от точности работ, вида освещения и географиче­ского расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для ко­торых значения К.Е.О. определяются по формуле:

где N – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

- значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения.

- коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Для определения соответствия естественной освещенности в производственном помещении требуемым нормам освещенность измеряют при верхнем и комбинированном освещении—в раз­личных точках помещения с последующим усреднением; при бо­ковом— на наименее освещенных рабочих местах. Одновремен­но измеряют наружную освещенность и определенный расчет­ным путем К.Е.О. сравнивают с нормативным.

5. Расчет бокового одностороннего естественного освещения в производственном помещении.

Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

5.1 Определение нормированного значения К.Е.О.

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности вычислим по формуле:

где – номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом. Для заданного города (г. Астрахань) принимаем N=5.

- значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения. Для заданного II разряда принимаем

- коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района. Принимаем для расчета

%

5.2 Определение суммарной площади световых проемов.

При боковом одностороннем освещении суммарная площадь световых проемов определяется по формуле:

, [м²]

где S₀ – суммарная площадь всех световых проемов, м²;

S_П – площадь пола помещения, м²;

e_N – нормированное значение К.Е.О.

?₀ – световая характеристика окна, определяется по таблицам СНиП на основании отношений L_П/В и В/h₁:

; ?₀=18

К₃ – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светопропускающего материала светового проема, зависит от типа помещения и от расположения стекол. При вертикальном расположении К₃=1,2;

К_3Д – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями. При отсутствии противостоящих зданий К_3Д=1;

r₁ – коэффициент, учитывающий отраженный свет. Принимаем r₁=1,2;

?₀ – общий коэффициент светопропускания светового проема.

?₁ – коэффициент светопропускания материала. Для оконного окна 0,8;

?₂ – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах окна. Для деревянных спаренных оконных рам 0,85.

?₃ – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях. При отсутствии несущих конструкций 1.

?₄ – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах. При отсутствии таковых 1.

Вычислим суммарную площадь световых проемов:

5.3 Определение количества световых проемов

Площадь одного светового проема

м²

Тогда, количество световых проемов вычислим по формуле:

6. План и разрез помещения с указанием принятых световых проемов

Список использованной литературы

1. Охрана труда на транспорте. Под ред. Ю.Г. Сибарова. М.:Транспорт, 1981.

2. Охрана труда в химической промышленности. Г. В. Макаров, А. Я. Ясин. М.:1989г.

3. Охрана труда на железнодорожном транспорте: справочная книга. В.С. Крутяков, А.Л. Левицкий, Ю.Г. Сибаров. М.:Транспорт, 1987