ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Составители:
О.В. Веселов
Н.И. Туманова
И.С. Козлов
Владимир 2006
УДК 614.8.084
Рецензент
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Вычислительная техника»
Владимирского государственного университета
Буланкин В.Б.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Владимирского государственного университета
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»/ Сост. О.В. Веселов и др., Владим. гос. ун-т., Владимир, 2006. – с.
Подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Безопасность жизнедеятельности», содержат методические рекомендации по выполнению лабораторных работ:«Исследование естественного освещения», «Исследование производственного шума», «Исследование запыленности воздушной среды на предприятиях», «Исследование изоляции электрических установок», «Исследование сопротивления заземляющего устройства», «Исследование метеорологических условий в производственных помещениях», «Исследование производственных вибраций», «Исследование искусственного освещения», «Исследование несчастных случаев на производстве».
Предназначены для инженерно-технических, экономических и гуманитарных специальностей Владимирского государственного университета.
Табл.35. Ил. 20. Библиогр. 33 назв.
УДК 614.8.084
ã Владимирский государственный университет
Лабораторная работа № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Цель работы.
1. Изучить методы измерения, принципы нормирования и расчета естественной освещенности в производственных помещениях.
2. Исследовать естественную освещенность на рабочих местах и дать ее гигиеническую оценку.
Сохранность зрения человека, состояние его нервной системы и безопасность на производстве в большой степени зависят от условий освещения. Рациональное освещение рабочих мест создает благоприятные условия труда, способствует повышению качества выпускаемой продукции и производительности труда.
В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) в производственных помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время необходимо предусматривать естественное освещение, которое создает наиболее благоприятные санитарно-гигиенические условия для трудовой деятельности человека по сравнению с искусственным освещением.
Одной из основных характеристик видимого (светового) излучения ( 
=0,38-0,76 мкм) является световой поток Ф, который измеряется в люменах (лм). Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом человека по световому ощущению. Световой поток, падая на рабочую поверхность, освещает ее. Плотность светового потока на освещаемой поверхности характеризуется освещенностью и измеряется в люксах (лк)
где dS - площадь элемента освещаемой поверхности (м2).
Естественное освещение создается лучами солнца. Проходя через атмосферу земли, солнечные лучи многократно преломляются в ней, рассеиваются по небосклону и сам небосклон становится источником света.
Различают три системы естественного освещения: боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. Наиболее рациональным является комбинированное освещение, так как создает равномерное по площади помещения освещение.
Естественная освещенность непостоянна во времени и зависит от метеорологических факторов, времени дня и года. Для средних широт она колеблется от 600 до 120000 лк, а ночью в полнолуние освещенность составляет 0,2 лк. Поэтому характеризовать естественное освещение абсолютным значением невозможно. Для характеристики освещения принято относительная величина - коэффициент естественной освещенности е (КЕО)
(1)
где Eв - естественная горизонтальная освещенность в заданной точке внутри помещения;
Eн - одновременная наружная горизонтальная освещенность, создаваемая светом небосвода.
Коэффициент естественного освещения показывает, какую долю от одновременной горизонтальной освещенности на открытом месте при диффузном свете небосвода составляет освещенность в рассматриваемой точке производственного помещения и характеризует способность системы естественного освещения пропускать свет небосвода.
При определении норм естественной освещенности производственных помещений нормативные значения КЕО выбираются из табл.1 строительных норм и правил (СНиП 23-05-95) "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования" (см. планшет лабораторной работы) с учетом следующих факторов:
- характеристики зрительной работы (определяется в зависимости от наименьшего размера объекта различения , мм);
- системы освещения (верхнее, боковое или комбинированное);
- коэффициента светового климата m (m=0,8-1,2 в зависимости от района расположения здания на территории РФ);
- коэффициента солнечности С (зависит от ориентации здания относительно сторон света и составляет от 0,6 до 1,0);
- зоны РФ, характеризующиеся устойчивостью снежного покрова.
Нормируемое значение КЕО находится по формуле
Для зданий, расположенных в центре европейской части РФ, коэффициенты светового климата и солнечности равны единице, а зона устойчивости снежного покрова относится к "остальной территории РФ". Освещенность на рабочем месте создается не всем небосводом, а отдельным участком, определяемым световыми проемами, а так же отраженным светом от противостоящих объектов (рис.1). Попадая в помещение, свет многократно отражается от стен и потолка (рис.2), чем создается дополнительная освещенность рабочих мест.
Рис. 1. Схема создания освещенности прямым и отраженным от противостоящих зданий светом небосвода
Для определения КЕО используются два метода: экспериментальный и графический.
При определении КЕО по первому методу расчет ведется по формуле (1), используя измеренные люксметром величины освещенности в заданной точке (Ев) и одновременной освещенности в горизонтальной плоскости под всем небосводом (Ен). Этот метод используется для определения или проверки освещенности в существующих производственных помещениях с целью установления их пригодности для того или иного вида работ при сравнении рассчитанного значения КЕО с нормативным, определяемым по СНиП (23-05-95).
При отсутствии экспериментальных данных, например, в проектируемых зданиях, КЕО для бокового освещения 
определяется расчетным путем по формуле:
,
где 
- геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет небосвода;
q - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба;
- геометрический КЕО в расчетной точке, учитывающий свет, отраженный от противостоящих зданий;
R - коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания.
 |
Рис. 2. Схема создания освещенности отраженным от внутренних поверхностей помещения светом
Для определения геометрических КЕО ( 
, ) используется графический метод архитектора А.М. Данилюка с учетом того, что оконные проемы не имеют остекления и переплетов, а внутренние поверхности помещения не отражают света. Сущность этого метода состоит в том, что полусфера небосвода разбита на 100 меридианов и 100 пересекающих их параллелей. В результате на полусфере образуется 10000 площадок равномерного светового потока. Каждая из этих площадок создает освещенность в 10000 раз меньшую, чем освещенность всей полусферы небосвода. Таким образом, если через световой проем здания видна одна площадка небосвода, то создаваемая ею освещенность будет равна 0,0001 освещенности открытого места, а 
= 0,01% если будет видно К площадок, то 
=к·0,01%. В соответствии с этим геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий прямой свет неба, определяется по формуле =0,01·(n1·n2), где n1 - количество лучей по графику I, проходящих через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения (рис. 3); n2 - количество лучей по графику II, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения (рис.4).
Рис. 3
Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания ,определяется по формуле =0,01·(n1'·n2'), где n1' - количество лучей по графику I, проходящих от противостоящего здания через световой проем в расчетную точку на поперечном разрезе помещения (рис. 5); n2' - количество лучей по графику II, проходящих от противостоящего здания в расчетную точку на плане помещения (рис. 4).
Рис. 4 Номер полуокружности по графику I
Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов в помещении и фактического значения КЕО. Исходной величиной для расчета является величина коэффициента естественной освещенности в зависимости от разряда зрительной работы, определяемая по СНиП 23-05-95, значение которого совпадает с нормируемым значением этого коэффициента ен (так как m=1, с=1).
При боковом освещении площадь световых проемов S0, необходимая для обеспечения нормированного значения КЕО, будет равна
где SП - площадь пола;
- общий коэффициент светопропускания световых проемов;
- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении за счет света, отраженного от поверхности помещения;
- коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;
- световая характеристика окон;
KЗ - коэффициент запаса;
eн - нормативное значение КЕО, соответствующее заданному разряду зрительных работ.
Рис. 5