Практическое занятие № 2. Самостоятельная работа № 2

Решение

Решение

Самостоятельная работа № 2

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель работы: изучить методики расчета естественного освещения производственных помещений на примерах решения практических задач.

Задача 1. Рассчитать методом светового коэффициента естественное освещение механического цеха длиной l = 36 м, шириной b = 24 м и высотой h = 8 м.

Определяем площадь пола в помещении механического цеха

м².

По Приложению Н определяем среднее значение светового коэффициента для механического цеха. Работы в данном помещении относятся к категории точных, поэтому

Находим требуемую суммарную площадь окон в помещении механического цеха

м².

Далее по Приложению П выбираем размеры окон. Поскольку при расчете мы получили достаточно большую суммарную площадь окон, выбираем наибольший из возможных размеров окна 2100×1555 мм. Площадь одного окна

(м²).

По полученным значениям площади одного окна определим необходимое количество окон в данном помещении

Окончательно принимаем п = 40 окон.

Задача 2. Рассчитать методом КЕО естественное освещение механического цеха длиой l = 36 м, шириой b = 24 м и высотой h = 8 м. Коэффициент отражения света от стен r_ст = 0,40, от потолка r_пот = 0,70, от пола r_пол = 0,25. Расстояние до здания напротив L = 10 м, высота данного здания Н = 12 м.

Суммарную необходимую площадь окон будем определять по формуле (2.9). Для этого сначала определяем отношение длины помещения к его ширине

Далее находим приблизительную высоту верхнего края окон над уровнем рабочей плоскости

м.

Тогда отношение ширины помещения к высоте верхнего края окон над уровнем рабочей плоскости

Из Приложения Р по полученным значениям l / b и h / п ₁ определяем коэффициент световой характеристики окна

η_в = 17,0.

Находим площади конструктивных элементов – стен, потолка и пола соответственно

Средневзвешенный коэффициент ρ_ср отражения потолка, пола и стен помещения определяется по формуле

Коэффициент r ₁, учитывающий отражение света от конструктивных элементов помещения находят по табл. 2.1.

Таблица 2.1. Значение коэффициента r ₁ при боковом освещении

Коэффициент отражения ρср	Значение r 1 при освещении
одностороннем	двухстороннем
0,5		2,2
0,4		1,7
0,3		1,2

Точное значение коэффициента r ₁ определяем с помощью линейной интерполяции

По Приложению З определяем минимальное значение КЕО для данного разряда зрительных работ

е_тіп = 1,2 %.

Окна в помещении выполняем двойными в алюминиевых рамах, по Приложению А находим их коэффициент светопропускания

τ_в = 0,4

для помешений с незначительным выделением пыли.

Определим степень затемнения данного помещения зданием, находящимся напротив. Для этого определим ориентировочную высоту размещения карниза здания, стоящего напротив, над подоконниками механического цеха, учитывая что для естественного освещения будут использованы окна размером 2100×1555 мм (согласно Приложения П)

(м).

Тогда отношение расстояния между зданиями к высоте размещения карниза напротив стоящего здания над подоконниками механического цеха

Определение коэффициента k, учитывающего степень затемнения окон зданиями, стоящими напротив, выполняется согласно табл. 2.2.

Таблица 2.2. К определению коэффициента k

Значение L / H 1	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0
Коэффициент k	1,7	1,4	1,2	1,1	1,0

Поскольку при расчете отношения L / Н ₁ мы получили промежуточное значение, то величину коэффициента k мы будем находить с помощью линейной интерполяции

Определяем суммарную площадь окон при боковом освещении

м².

Площадь одного окна

(м²).

По полученному значению площади одного окна определим необходимое количество окон в данном помещении

Окончательно принимаем п = 53 окна.

Задания к самостоятельной работе № 2

Рассчитать по световому коэффициенту и коэффициенту естественной освещенности естественное освещение участка технического обслуживания автомобилей с размерами l, b и h = 8 м, если коэффициент отражения света от стен r_ст, от потолка r_пот, от пола r_пол, а расстояние до здания напротив L, высота данного здания Н. Сравнить полученные результаты, определив процент расхождения. Данные для расчета взять из табл. 2.3.

Таблица 2.3.

№	l, м	b, м	h, м	L, м	H, м	rcт	rпот	rпол
				10,0		0,4	0,7	0,3
				11,0	2,2	0,5	0,6	0,3
				12,0	2,2	0,4	0,5	0,3
				8,0	2,2	0,5	0,7	0,3
				9,0	2,2	0,4	0,5	0,3
				10,0	2,2	0,5	0,6	0,3
				13,0	2,2	0,4	0,6	0,3
				9,5	2,2	0,5	0,5	0,3
				8,5	2,2	0,4	0,7	0,25
					2,2	0,5	0,6	0,25
		8,5		10,5	2,5	0,4	0,5	0,25
				3,5	2,5	0,5	0,7	0,25
				10,5	2,5	0,4	0,5	0,25
				8,5	2,5	0,5	0,6	0,25
		6,5			2,5	0,4	0,5	0,25
					2,5	0,5	0,7	0,25
					2,5	0,5	0,6	0,3
					2,5	0,4	0,7	0,3
					2,5	0,5	0,5	0,3
					2,5	0,4	0,6	0,3
					2,5	0,5	0,6	0,3
					2,0	0,4	0,5	0,3
					2,0	0,5	0,7	0,3
					2,0	0,4	0,5	0,25
					2,0	0,5	0,7	0,25
					2,0	0,4	0,5	0,25
					2,0	0,5	0,6	0,25
					2,0	0,4	0,5	0,25
					2,0	0,5	0,7	0,25
					2,0	0,4	0,5	0,25

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ РАБОЧИХ ПОМЕЩЕНИЙ

Цель работы: освоить методику оценки естественной освещенности рабочих мест, познакомиться с принципами расчета основных характеристик естественного освещения.

Приборы и инструменты: люксметр Ю 116 с насадками типов К, М, П и Т, рулетка.

Теоретическая часть

Освещение – получение, распределение и использование световой энергии для обеспечения нормальных условий труда. Освещение рабочих помещений должно соответствовать требованиям санитарных норм, быть равномерным и не вызывать ослепления работников. Оптимальным является такое освещение, при котором усталость органов зрения минимальна.

Качественно реализованное освещение повышает производительность труда, создает хороший психологический тонус, хорошее самочувствие и позитивный настрой, предотвращает общую усталость организма, хорошо влияет на обмен веществ и сердечно-сосудистую систему, уменьшает вероятность получения производственной травмы.

В данной лабораторной работе естественная освещенность измеряется люксметром Ю 116, который состоит из селенового фотоэлемента 1 с насадками 2 и электрического измерительного прибора 3, проградуированного в единицах освещенности (рис. 1).

Рис. 1 – Конструкция люксметра Ю 116

Принцип действия люксметра основан на преобразовании светового потока в электрический ток. При освещении светом селенового фотоэлемента в нем происходит преобразование световой энергии в электрическую. Образовавшийся ток регистрируется гальванометром 3, проградуированным в единицах освещенности. Данный прибор имеет корректор для установки стрелки на нулевую отметку перед началом измерения.

Фотоэлемент – прибор, в котором электродвижущая сила (ЭДС) возникает под действием света. При освещении полупроводника (если энергия фотонов больше ширины запирающей зоны) в нем образуются пары электрон-дырка, которые под действием электрического поля р - п перехода разделяются, создавая при этом ток в цепи фотоэлемента.

При изготовлении фотоэлемента сначала из металлической пластины толщины 1...2 мм штампуют круглую подложку 6 (рис. 2).

Рис. 2 – Структура фотоэлемента

На подложку методами вакуумного напыления наносят слой полупроводника 5 толщиной не более 0,1 мм, после чего его предают термообработке с целью образования р - п перехода. Верхний металлический электрод 2 делают полупрозрачным, чтобы сквозь него в полупроводник проходил свет. Между верхним электродом и слоем полупроводника образуется запирающий слой 4. Селеновый фотоэлемент люксметра Ю 116 смонтирован в пластмассовом корпусе, для подключения фотоэлемента к измерительному прибору используются выводные зажимы 7.

Для уменьшения погрешности измерений освещенности люксметром используется рассеивающая свет насадка К на фотоэлемент, выполненная в виде полусферы из белой пластмассы. Эта насадка используется только вместе с насадками М, П и Т, образуя при этом поглотители света с общим номинальным коэффициентом ослабления 10 (КМ), 100 (КП) или 1000 (КТ). Тем самым на три порядка расширяется диапазон измерений люксметра.

Фотоэлементы являются новым перспективным классом электронных полупроводниковых приборов. Кроме селеновых широкое распространение получили сернистосеребряные, силициевые и германиевые фотоэлементы. Главным их преимуществом является возможность непосредственного преобразования световой энергии в электрическую. Такие фотоэлементы на данный момент имеют КПД в пределах 11...15%, по теоретическим расчетам реальным является его увеличение до 22...25%. Уже сейчас батареи из таких фотоэлементов используются на искусственных спутниках и космических кораблях в качестве источника питания, в радиотехнике и радиоэлектронике они почти полностью вытеснили вакуумные лампы.

Порядок выполнения работы

1. Детально ознакомиться с конструкцией и принципом действия люксметра.

2. Установить на фотоэлемент насадки К и Т, после чего определить естественную освещенность под открытым небом в месте, указанном преподавателем. Так как прибор настроен на свет ламп накаливания, полученные результаты освещенности следует умножить на поправочный коэффициент k = 0,8

3. Снять с фотоэлемента насадку и измерить освещенность внутри исследуемого помещения непосредственно у окна Е₁, через каждый метр от него до внешней стены Е_і и в наиболее удаленном месте Е_n. В случае, если освещенность помещения превышает 100 лк, установить на фотоэлемент насадки К и М.

4. По данным измерений построить график зависимости естественной освещенности аудитории как функции расстояния до окон Е_і = Е (х).

5. Определить коэффициент естественной освещенности по формуле (2.6) для каждого из мест измерения.

6. По данным расчетов построить график зависимости КЕО как функцию расстояния до окон е_і = е (х).

7. Определить среднее значение коэффициента естественной освещенности в исследуемом помещении по формуле 2.10.

8. Вычислить значение светового коэффициента по формуле 2.7.

9. По формуле 2.8 определить угол освещенности.

10. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Результаты измерений и расчетов

Енаруж, лк	Е 1, лк	…	Еп, лк	е 1, %	…	еп, %	еср, %	Кс	α

11. Сделать вывод относительно соответствия данного помещения нормам освещенности по значению КЕО, угла освещенности и светового коэффициента.

Вопросы для самоконтроля

1. Какая величина называется освещенностью?

2. Что является источником естественного освещения?

3. Раскройте физическую природу света?

4. Какие физические характеристики света существуют?

5. В чем заключается физический смысл функции видимости?

6. Приведите классификацию типов естественного освещения?

7. Назовите особенности освещения рабочих помещений естественным светом?

8. Какие существуют виды расчета естественного освещения?

9. Назовите нормативные величины освещенности рабочих мест.

10. Опишите конструкцию и принцип действия люксметра.

РАЗДЕЛ 3. ИСКССТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Дата добавления: 2017-01-13