Эффективность и качество освещения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра безопасности жизнедеятельности

отчет

по лабораторной работе

по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

Тема: «ЭФФЕКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ОСВЕЩЕНИЯ»

Санкт-Петербург 2021

Цели работы:

изучение количественных и качественных характеристик систем освещения;

оценка влияния типа светильника и цветовой отделки интерьера помещения на освещенность и коэффициент использования светового потока;

ознакомление с нормативными документами, регламентирующими освещенность на рабочем месте;

ознакомление с методикой оценки условий труда на рабочем месте по фактору “Освещение”;

изучение методик и технической базы для проведения измерений светотехнических параметров.

Общие сведения

Освещение - получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения благоприятных условий видения предметов и объектов. Оно влияет на настроение и самочувствие, определяет эффективность любой деятельности. Рациональное освещение помещений и рабочих мест - одно из важнейших условий создания благоприятных и безопасных условий труда.

В зависимости от источника света освещение может быть трех видов:

естественное,

искусственное,

совмещенное (смешанное).

Для гигиенической оценки освещения используются светотехнические характеристики, принятые в физике.

Наименьшая допустимая освещенность рабочих поверхностей в производственных помещениях устанавливается в зависимости от характеристики зрительной работы. Характеристика зрительной работы определяется минимальным размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и свойствами фона. Согласно Своду правил СП 52.13330.2011 “Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*”, все зрительные работы делятся на восемь разрядов в зависимости от размера объекта различения и условий зрительной работы.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из макета производственного помещения, оборудованного различными источниками искусственного освещения, и люксметра-пульсметра для измерения значений освещенности и коэффициента ее пульсации. Макет имеет каркас из алюминиевого профиля с полом (размером 0.6*0.7 м) и со стенками. Одна сторона стенок -- светлая, другая -- темная.

Передняя стенка жестко вмонтирована в каркас и выполнена из тонированного прозрачного стекла. В передней нижней части каркаса окно для установки внутрь каркаса измерительной головки люксметра-пульсметра.

На полу -- вентилятор для наблюдения стробоскопического эффекта и охлаждения ламп в процессе работы.

На потолке размещены патроны, в которых установлены две лампы накаливания, три люминесцентные лампы типа КЛ 9, галогенная лампа и люминесцентная лампа типа СКЛЭН с высокочастотным преобразователем.

На передней панели каркаса расположены органы управления и контроля:

· лампа индикации включения напряжения сети;

· переключатель для включения вентилятора;

· ручка регулирования частоты вращения вентилятора;

· переключатели для включения ламп.

Схема позволяет включать отдельно каждую лампу с помощью соответствующих переключателей, расположенных на передней панели каркаса.

Люксметр-пульсметр содержит корпус, на лицевой панели которого расположены стрелочный индикатор, переключатель режима измерения( освещенность Е -- коэффициент пульсации Кп), переключатель диапазона измерения (100 или 30) и переключатель включения напряжения сети со встроенным индикатором. В качестве приемника светового потока используется измерительная головка с насадками.

Выбор диапазона осуществляется насадками на фотоэлемент измерительной головки

При включении питания прибор позволяет измерять коэффициент пульсации освещенности в диапазоне от 0 до 30 или от 0 до 100% в зависимости от переключателя диапазона измерения.

Протокол измерений

По СНиП 23-05-95 для характеристики зрительной работы средней точности.

Наименьший или эквивалентный размер объекта различения от 0,5 до 1 мм.

Разряд зрительной работы IV; подразряд в; при среднем контрасте объекта с фоном.

Для светлого фона и темного фона освещенность :

* При системе комбинированного освещения: ЕНОРМ= 400лк.

* При системе общего освещения: ЕНОРМ= 200лк. КПН = 20%.

Таблица 1. Результаты измерения освещенности (светлая сторона)

Таблица 2. Результаты измерения освещенности (темная сторона)

Таблица 3

Таблица 4. Типы использованных ламп, и их характеристики:

Таблица 5. Сравним полученные в результате измерений значения освещенности с допустимыми значениями освещенности.

а) Люминесцентная лампа Р=9 Вт: светлая сторона - Е_ср=335,4 лк => Класс условий труда вредный 3.1 - при системе комбинированного освещения.

Класс условий труда вредный 3.1 - при системе общего освещения.

Темная сторона - Еср =227,8 лк => Класс условий труда вредный 3.1. При системе комбинированного освещения.

Класс условий труда вредный 3.1 - при системе общего освещения, К_ПН > 20%.

Таблица 6.

б) Люминесцентная лампа Р=11Вт: светлая сторона Еср=380 лк => Класс условий труда вредный 3.1- при системе комбинированного освещения.

Класс условий труда допустимый 2 - при системе общего освещения.

Темная сторона - Е_СР= 258=> Класс условий труда вредный 3.1 - при системе комбинированного освещения.

Класс условий труда допустимый - при системе общего освещения.

По результатам измерений освещенности для варианта с тёмной и со светлой окраской стен вычислим значение фактического светового потока:

Ф_ф = E_срS ,

где E_ср - среднее значение освещенности; S - площадь макета помещения, м².

Вычислите коэффициенты использования осветительной установки з для варианта с тёмной и со светлой окраской стен. Суммарный световой поток Ф_ист выберите по номинальной мощности для каждого типа ламп.

Величина, характеризующая эффективность использования источников света, называется коэффициентом использования светового потока или коэффициентом использования осветительной установки и определяется как отношение фактического светового потока F_факт к суммарному световому потоку F_ламп используемых источников света, определенному по их номинальной мощности в соответствии с нормативной документацией:

⁼ F_факт / F_ламп

Таблица 7.

Сравним значения коэффициентов использования. Коэффициент использования для темной стенки меньше, чем для светлой при любом типе ламп.

Наименьший коэффициент использования имеет люминесцентная лампа на 11 Вт.

Наибольший коэффициент использования имеет галогенная лампа 50Вт .

С помощью люксметра-пульсметра измерили коэффициент пульсации освещенности при включении одной лампы накаливания (12 Вт) и при включении одной люминесцентной лампы (9 Вт)

Лампа накаливания(12 Вт) К_П=13,5%.

Люминесцентная лампа (9 Вт) К_П = 28%

Можно сделать вывод, что для люминесцентных ламп коэффициент пульсации больше, чем для ламп накаливания.

Измерили коэффициенты пульсации освещенности :

· при включении одной люминесцентной лампы (9 Вт) К_П= 27%.

· при двух люминесцентных лампах(9 Вт) К_П = 20,3%

· при трех люминесцентных лампах(9 Вт): К_П1= 9,3%,

Измерения для трёх люминесцентных ламп в других местах. При обработке результатов оцените изменение К_п от точки к точке наблюдения, оформив это изменение в виде графической зависимости.

Таблица 8.

Рис. 1Зависимость изменения К_п от точки измерения

Исследование стробоскопического эффекта

Включили одну люминесцентную лампу (9 Вт) в центре установки и вентилятор. Подобрали такую частоту, при которой возникает стробоскопический эффект (лопасти кажутся неподвижными).

Вращающиеся с частотой f_ВР лопасти вентилятора освещается пульсирующим световым потоком (люминесцентной лампой 9Вт) с частотой f_ВСП. Добились f_ВР= f_ВСП .

При включении трех люминесцентных ламп не удалось подобрать такую частоту, при которой возникает стробоскопический эффект.

освещение цветовой интерьер

Вывод

В ходе выполнения лабораторной работы измерили освещенность (в разных точках макета), создаваемую различными источниками света.

Определили среднее значение освещенности и сравнили с допустимой освещенность для IV разряда зрительной работы при искусственном освещении. Искусственной освещение предусматривается в помещениях, в которых испытывается недостаток естественного света. Данное освещение делится на два типа: общее и комбинированное. После сравнения освещенности, определили класс условий труда как вредный.

Сравнили значения коэффициентов использования осветительной установки для вариантов со светлой и темной сторонами. Коэффициент использования осветительной установки?характеризует эффективность использования светового потока источников света, определяется светораспределением и размещением светильников, а также соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей. Наименьший коэффициент использования имеет люминесцентная лампа на 11 Вт. Наибольший коэффициент использования имеет галогенная лампа 50Вт. В целях повышения коэффициентов использования осветительных установок необходимо окрашивать помещения в светлые тона. С помощью люксметра-пульсметра измерили коэффициент пульсации освещенности при включении одной лампы накаливания (12 Вт) и при включении одной люминесцентной лампы (9 Вт), для ламп накаливания коэффициент пульсации меньше.

В лампах накаливания источником света является раскаленная вольфрамовая проволока. Эти лампы дают непрерывный спектр излучения с повышенной интенсивностью в желто-красной области спектра.

Преимущества ламп накаливания:

- малая стоимость;

- отсутствие необходимости пускорегулирующей аппаратуры, при включении зажигаются практически мгновенно;

- возможность работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном;

- возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт);

- отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе;

- непрерывный спектр излучения;

- устойчивость к электромагнитному импульсу;

- возможность использования регуляторов яркости;

- независимость работы от условий окружающей среды и температуры;

- световой поток к концу срока службы снижается незначительно (на 15 %).

Недостатки:

- низкая световая отдача (в три-шесть раз меньше, чем у газоразрядных ламп);

- относительно малый срок службы;

- зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения;

- цветовая температура лежит в пределах 2 300-2 900 K (преобладают желтые и красные лучи, что искажает цветопередачу, поэтому их не применяют при работах, требующих различения цветов);

- световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %;

- обладают большой яркостью, но не дают равномерного распределения светового потока, для исключения прямого попадания света в глаза и вредного воздействия большой яркости на зрение нить накаливания лампы необходимо закрывать;

- при применении открытых ламп почти половина светового потока не используется для освещения рабочих поверхностей, поэтому ЛН необходимо устанавливать в осветительной арматуре.

Наибольшее применение в промышленности находят газоразрядные лампы низкого давления - люминесцентные ,содержат стеклянную трубку, наполненную дозированным количеством ртути и смесью инертных газов под давление около 400Па. На противоположных концах внутри трубки размещаются электроды, между которыми при включении возникает газовый разряд.

Преимущества люминесцентных ламп:

- широкий диапазон цветности;

- благоприятные спектры излучения, обеспечивающие высокое качество цветопередачи;

- по сравнению с лампами накаливания обеспечивают такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;

- имеют низкую температуру колбы;

- повышенный срок службы (до 6-15 тыс. ч.).

Недостатки люминесцентных ламп:

- содержание ртути (в замкнутом помещении разбитая ЛЛ может давать кратковременное превышение ПДК ртути более чем в 160 раз, загрязнение выше ПДК может сохраняться несколько десятков лет)¹;

- относительная сложность схемы включения, шум дросселей;

- ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности;

- невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от сети постоянного тока;

- зависимость характеристик от температуры внешней среды (световой поток снижается при повышенных температурах);

- значительное снижение потока к концу срока службы;

- относительная дороговизна;

- вредные для зрения пульсации светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц;

- срок действия компактных ЛЛ не всегда соответствует заявленному и может быть сравним со сроком ламп накаливания при существенно большей стоимости.

Важный параметр, характеризующий качество освещения - коэффициент пульсации. Пульсация освещенности на рабочей поверхности утомляет зрение, вызывает неадекватное восприятие наблюдаемого объекта.

Самое опасное при этом заключается в том, что можно не почувствовать прямого воздействия на организм, и не иметь возможности вовремя принять необходимые меры для предотвращения такого воздействия на здоровье. В случае если частота пульсации превышает 300 Гц, то такой свет не имеет ни какого заметного влияния на организм человека. Это объясняется тем, что такие частые мерцания света просто не воспринимаются сетчаткой глаза.

Освещение пульсирующим светом особенно опасно при наличии в поле зрения движущихся и вращающихся объектов возникновением стробоскопического эффекта. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными.

Для предотвращения возникновения стробоскопического эффекта люминесцентные лампы включаются в разные фазы трехфазной электрической сети. Для уменьшения коэффициента пульсации освещенности К_П.

Размещено на Allbest.ru