Вход

Расчет естественного освещения

Контрольная работа по безопасности жизнедеятельности
Дата добавления: 13 февраля 2010
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 1 Мб
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Московский государственный индустриальный университет

(ГОУ МГИУ)


Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и промышленная экология»

________________________________________________________________


САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА



по дисциплине «БЖД»


«Расчет естественного освещения, заземления, эффективности защиты от ЭМИ» (задачи 10, 32, 39). Вариант 7. _




Группа


7212


Студент


______________

С.А. Маганов

Руководитель работы,
должность, звание


______________


Доц. Г. В. Лукашина





Оценка работы

Дата


________



«___» ___________




МОСКВА 2007





1 Расчет естественного освещения 2

1.1 Светотехнические характеристики и единицы измерения 2

1.2 Виды естественного освещения 3

1.3 Принцип нормирования естественного освещения 4

1.4 Расчет бокового одностороннего естественного освещения в производственном помещении. 6

1.4.1 Определение нормированного значения К.Е.О. 6

1.4.2 Определение суммарной площади световых проемов. 7

1.4.3 Определение количества световых проемов 7

2 Расчет системы заземления 8

3 Защита от электромагнитного излучения (поля) 11

3.1 ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМП РАДИОЧАСТОТ 11

3.2 Методы защиты от электромагнитных полей 14

Список литературы 17








































1 Расчет естественного освещения

1.1 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. 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 Fпад — 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.

1.2 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,

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

  • 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.

1.3 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.

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

,

где Ев — горизонтальная освещенность внутри помещения в лк;

Ен — горизонтальная освещенность снаружи в лк.

При боковом освещении нормируется минимальное значение коэффициента естественной освещенности — кео мин, а при верхнем и комбинированном освещении — среднее его значение — кео 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


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.


1.4 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.

1.4.1 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. Москва) принимаем N=1.

- 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

%



1.4.2 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;

SП – площадь пола помещения, м2;

eN – нормированное значение К.Е.О.

?0 – световая характеристика окна, определяется по таблицам СНиП на основании отношений LП/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 – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями. При отсутствии противостоящих зданий К=1;

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

?0 – общий коэффициент светопропускания светового проема.


Вычислим суммарную площадь световых проемов:

1.4.3 Определение количества световых проемов

Площадь одного светового проема

м2

Тогда, количество световых проемов вычислим по формуле:

Вывод: для обеспечения уровня достаточной освещенности данного помещения, необходимы 8 световых проемов общей площадью 37,44 м2.

2 Расчет системы заземления

Рассчитать систему заземления, выполненную вертикальными стальными стержнями d=0,06 м. Коэффициент сезонности К=1. Длина стрежня l=4,5 м, длина соединительной стальной полосы lпол.=21 м, удельное сопротивление грунта (гравий) =2000 Ом/м, коэффициент использования заземления =0,66, глубина заложения стержня tв=0,6 м.

Таблица 2.1 Удельное сопротивление грунта


Таблица 2.2 Значение сезонных повышающих коэффициентов


  1. Принята допустимая величина Rз?4 Ом (Электроустановки напряжением до 1000 В с заземленной и изолированной нейтралью или при мощности установок более 10 кВ?А)

  2. Ом/м

  3. Сопротивление естественного заземлителя Rе=14 Ом

  4. Сопротивление искусственного заземлителя Ом

  5. Определение сопротивления одиночного заземлителя Ом


  1. Расстояние между заземлителями L=3 м

  2. Периметр контура заземлителя: lпол.=21 м

  3. Число заземлителей:

  4. Коэффициент использования заземлителей: ст.=0,66

  5. Определение сопротивления соединительной полосы Rn=Ом

n=0.38

  1. Определение сопротивления полосы с учетом n: Ом

  2. Определение общего сопротивления всех заземлитетлей6

Ом

  1. Уточнение числа заземлителей:

Вывод: необходимое число заземлителей с изолированной нейтралью составляет 14 штук.





































3 Защита от электромагнитного излучения (поля)

Источником излучения является генератор аэродромный РЛС дециметрового диапазона f= 2,1 ГГц. Рассеиваемая в пространстве мощность составляет P=6 Вт. Обслуживающий персонал должен находиться на расстоянии L=10 м от генератора. Найти радиус опасной зоны и определить требуемую эффективность экранирования помещений для защиты обслуживающего персонала.



3.1 ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЭМП РАДИОЧАСТОТ


ЭМП радиочастот следует оценивать показателями интенсивности поля создаваемой им энергетической нагрузкой.

В диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц интенсивность ЭМП характеризуется напряженностью электрического (Е) и магнитного (Н) полей, энергетическая нагрузка (ЭН) представляет собой произведение квадрата напряженности поля на время его воздействия. Энергетическая нагрузка, создаваемая электрическим полем, равна , магнитным — .

В диапазоне частот 300 МГц — 300 ГТц интенсивность ЭМП характеризуется поверхностной плотностью потока энергии (далее плотность потока энергии — ППЭ), энергетическая нагрузка представляет собой произведение плотности потока энергии поля на время его воздействия .

1.2. Предельно допустимые значения Е и Н в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц на рабочих местах персонала следует определять, исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формулам

; ,

где и — предельно допустимые значения напряженности электрического, В/м, и магнитного, А/м. Поля;

Т—время воздействия, ч;

и — предельно допустимое значение энергетической нагрузки в течение рабочего дня, ) и ).




Максимальные значения , и , указаны в таблице

Параметр

Предельные значения в диапазонах частот, МГц

от 0,06 до 3

от 3 до 30

от 30 до 300

, В/м

500

300

80

, А/м

50

, )

20000

7000

800

, )

200


Предельно допустимые значения ППЭ ЭМП в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц следует определять исходя из допустимой энергетической нагрузки и времени воздействия по формуле

,

где — предельно допустимое значение плотности потока энергии, ;

— предельно допустимая величина энергетической нагрузки, равная ;

К — коэффициент ослабления биологической эффективности, равный:

1 — для всех случаев воздействия, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн;

10 — для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50;

Т — время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч.

Во всех случаях максимальное значение не должно превышать ”.








В схеме - I) - зона индукции (ЭМ поле еще не сформировалось, электрич. и магнитное поля действуют отдельно); II) - переходная между I и III зонами; III) - зона излучения (волновая зона - где ЭМ поле сформировано). Радиус зоны индукции зависит от длины волны излучения:



Для токов промышленных частот размер II уходит на несколько десятков км. Начиная со сверхвысоких частот, зона индукции становится маленькой, волновая зона становится большой (человек оказывается в волновой зоне), и оценка идет по единой характеристике J. J = векторное произведение E на H; J - плотность потока энергии (ППЭ для нормативных документов).





Скорость и распространения электромагнитных волн является одной из фундаментальных физических постоянных.





Здесь ? и ? – диэлектрическая и магнитная проницаемости вещества, ?0 и ?0 – электрическая и магнитная постоянные: ?0 = 8,85419·10–12 Ф/м, ?0 = 1,25664·10–6 Гн/м.

Соотношения между другими параметрами волны: со скоростью волны (v) и частотой(f) ? = f/v= 21000/3*108=7*10-5 м

Тогда радиусы зон определяются так:

RII- промежуточная.










Таблица. Нормы облучения УВЧ и СВЧ


Пространство, в котором напряженность электриче­ского поля равна 5 кВ/м и больше, принято называть опасной зоной или зоной влияния. Приближенно можно считать, что эта зона лежит в пределах круга с центром в точке расположения ближайшей токоведущей части, находящейся под напряжением, и радиусом R == 20 м для электроустановок 400—500 кВ и R = 30 м для электроустановок 750 кВ. На пересечениях ли­ний электропередачи сверхвысокого (400—750 кВ) и ульт­равысокого (1150 кВ) напряжения с железными и автомо­бильными дорогами устанавливаются специальные знаки безопасности, ограничивающие зоны влияния этих воздушных линий.

Таким образом, очевидно персонал находится в волновой опасной зоне.


3.2 Методы защиты от электромагнитных полей


Экранирование — наиболее эффективный способ за­щиты. Электромагнитное поле ослабляется экраном вследствие создания в толще его поля противоположного направления. Степень ослабления электромагнитного по­ля зависит от глубины проникновения высокочастотного тока в толщу экрана. Чем больше магнитная проницае­мость экрана и выше частота экранируемого поля, тем меньше глубина проникновения и необходимая толщина экрана. Экранируют либо источник излучений, либо ра­бочее место. Экраны бывают отражающие и поглощающие.

Для защиты работающих от электромагнитных излу­чений применяют заземленные экраны, кожухи, защит­ные козырьки, устанавливаемые на пути излучения. Средства защиты (экраны, кожухи) из радиопоглоща-ющих материалов выполняют в виде тонких резиновых ковриков, гибких или жестких листов поролона, ферро­магнитных пластин.

Зная характеристики металла, можно рассчитать толщину экрана S, мм, обеспечивающую заданное ослабление электромагнитных полей на данном расстоянии:

где ? = 2nf — угловая частота переменного тока, рад/с;

? — магнитная проницаемость металла защитного экра­на, Г/м; ? — электрическая проводимость металла экрана (Ом • м)'1; Эхэффективность экранирования на рабочем месте, определяемая из выражения

Эх = Нх,/ Нхэ

где Нх и Нхэ — максимальные значения напряженности магнитной составляющей поля на расстоянии х, м от источника соответственно без экрана и с экраном, А/м.

Напряженность Нх может быть определена из выра­жения

Нх = ??a2 ?m / 4x2

где ? и а — число витков и радиус катушки, м; ? — сила тока в катушке, А; х — расстояние от источника (катуш­ки) до рабочего места, м; ?m — коэффициент, определя­емый соотношением х/а (при х/а > 10 ?m = 1).

Эффективным средством защиты от воздействия электромагнитных излучений является экранирование источников излучения и рабочего места с помощью экранов, погло­щающих или отражающих электро­магнитную энергию. Выбор конст-рукции экранов зависит от характе­ра технологического процесса, мощ­ности источника, диапазона волн.

Отражающие экраны используют в основном для защиты от паразит­ных излучений (утечки из цепей в линиях передачи СВЧ-волн, из ка­тодных выводов магнетронов и дру­гих), а также в тех случаях, когда электромагнитная энергия не явля­ется помехой для работы генера­торной установки или радиолока­ционной станции. В остальных слу­чаях, как правило, применяются по­глощающие экраны.

Для изготовления отражающих экранов используются материалы с высокой электропроводностью, на­пример металлы (в виде сплошных стенок) или хлопчатобумажные тка­ни с металлической основой. Сплош­ные металлические экраны наибо­лее эффективны и уже при толщине 0,01 мм обеспечивают ослабление электромагнитного поля примерно на 50 В/м2 (в 100 000 раз).

Для изготовления поглощающих экранов применяются материалы с плохой электропроводностью. По­глощающие экраны изготавливают­ся в виде прессованных листов ре­зины специального состава с кони­ческими сплошными или полыми шипами, а также в виде пластин из пористой резины, наполненной кар­бонильным железом, с впрессован­ной металлической сеткой. Эти ма­териалы приклеиваются на каркас или на поверхность излучающего оборудования.

Вывод: для безопасной работы персонала в течении рабочего дня (8 часов), находящимся на данном расстоянии от объекта ЭМИ необходимо использование поглощающих экранов с эффективным поглощением ЭМП в 2.5 раза (с 0,25 до 0,1 В / м2).














































Список литературы

  1. Минин Б.А. СВЧ и безопасность человека. - М., 1974.

  2. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / СВ. Белов, А,В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общей редакцией С.В. Белова. -М.: Высшая школа, 1999.

  3. Санитарные нормы и правила при работе с источниками электромагнитных полей высоких, ультравысоких и сверхвысоких частот.

  4. СНиП 23-05-95.



© Рефератбанк, 2002 - 2017