Расчет искусственного освещения
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» (НГТУ)
ДЗЕРЖИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ФИЛИАЛ) (ДПИ НГТУ)
КАФЕДРА «ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
По курсу «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
для студентов всех специальностей
всех форм обучения
Нижний Новгород 2014
Составители: Т.А. Рябова, А.П. Сивохин
УДК 66.063.72
Методические указания по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей всех форм обучения/ НГТУ им. Р. Е. Алексеева; сост.: Т.А. Рябова, А.П. Сивохин. -Н.Новгород, 2014. - с.
Приведены примеры решений и варианты заданий для практических занятий по курсу «Безопасность жизнедеятельности». Дан список рекомендуемой литературы.
Научный редактор С.М. Данов
Редактор В.И. Бондарь
Подписано в печать . .2014. Формат 60х84 1/16. Бумага газетная.
Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,8. Уч.-изд. л. 0,5. Тираж 150 экз. Заказ
____________________________________________________________________
Нижегородский государственный технический университет им Р.Е.Алексеева.
Типография НГТУ. 603950, Н. Новгород, ул. Минина, 24.
© Нижегородский государственный технический
|
|
|
университет им Р.Е. Алексеева, 2014
| |
Практические занятия должны помочь студентам в приобретении навыков работы с нормативно-справочной литературой, изучении соответствующих разделов отраслевых правил безопасности и применении содержащихся в них требований при решении практических задач.
Целью настоящих методических указаний является подготовка студентов к выполнению расчетов вентиляции и освещения помещений в разделе «Безопасность труда» в дипломных проектах.
РАСЧЕТ ОБЩЕОБМЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Процессы промышленного производства сопровождаются загрязнением воздуха помещений вредными веществами, а также избыточным тепловыделением, связанным с работой механизмов, отопительных систем, источников света, людей и действием солнечной радиации. Вредные примеси в рабочей зоне и избыточное тепловыделение оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье работающего персонала, снижают его работоспособность. Одним из распространенных и эффективных способов защиты от воздействия этих негативных факторов и поддержания состава воздуха в пределах санитарно-гигиенических требований является общеобменная вентиляция помещений.
|
|
|
Пример расчета
При нормальном микроклимате и отсутствии вредных выделений количество воздуха при общеобменной вентиляции принимается в зависимости от объема помещения, приходящегося на одного работающего. Необходимый воздухообмен для всего производственного помещения в целом вычисляется по формуле (1.3). При определении требуемого воздухообмена для борьбы с теплоизбытками используют формулу(1.4).
Исходные данные для расчета: длина помещения: 1 = 7 м, ширина помещения: m = 4 м, высота помещения: h = 3 м.
Тогда его объем
V = l∙m∙h = 84 м3, (1.1)
В указанном помещении размещено 4 рабочих места (N = 4), поэтому на одно рабочее место приходится
V1 = V/N =84/4 = 21 м3, (1.2)
Согласно СП 2.2.1.1312-03 расход воздуха на одного работающего должен составлять не менее 20 м3/ч на человека.
Тогда требуемое количество воздуха равно
L = Ln ∙ N = 20 ∙ 4 = 80 м3/(чел∙ч), (1.3)
Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла,
G (м3/ч), рассчитывается по формуле
|
|
|
G=3600∙Qизб/Cр∙p∙(tуд-tпр), (1.4)
где Qизб – теплоизбытки (Вт); Ср – массовая удельная теплоемкость воздуха (1000 Дж/кг ∙ оС); р – плотность приточного воздуха (1,2 кг/м3); tуд, tпр – температура удаляемого и приточного воздуха.
Расчетные температуры приточного воздуха для теплого и холодного периодов года приведены в СНиП 41.01-2003. Поскольку удаление тепла сложнее провести в теплый период, то расчет проводится именно для него. Температура наружного воздуха в теплый период года принимается равной средней температуре самого жаркого месяца в 1300 ч, поэтому tпр=22,9оС. Температура удаляемого воздуха определяется по формуле:
tуд = tр.з + a∙(h - 2), (1.5)
где tр.з – температура в рабочей зоне (20 оС); а – градиент температуры по высоте помещения (нарастание температуры на каждый метр высоты, зависит от тепловыделения, для помещений принимается равным a=0,5 оС/м; h – расстояние от пола до центра вытяжных отверстий (2,8 м).
tуд = 20 + 0,5∙(2,8-2) = 20,4 оС .
Расчет теплоизбытков производится по формуле
Qизб=Qс-Qрасх, , (1.6)
где Qизб – избыточная теплота в помещении, определяемая как разность между Qс – теплом, выделяемым в помещении, и Qрасх – теплом, удаляемым из помещения.
|
|
|
Тепло, выделяемое в помещении (Qс), включает тепловыделения от людей, от солнечной радиации, от источников искусственного освещения, от устройств вычислительной техники. Тепловыделения человека зависят от тяжести работы, температуры окружающего воздуха и скорости движения воздуха. В расчете используется явное тепло, т.е. тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещении. Для умственной работы количество явного тепла, выделяемое одним человеком, составляет 55 Вт при 20 оС (нормальные условия). Считается, что женщина выделяет 85% тепловыделений взрослого мужчины. В рассчитываемом помещении находится 4 человека: из них 2 человека женского пола. Тогда суммарное тепловыделение от людей будет
составлять
Q1 = (2∙0,85 + 2)∙55 = 203,5 Вт. (1.7)
Расчет тепла поступающего в помещение от солнечной радиации (Qост и Qп) , производится по следующим формулам:
для остекленных поверхностей Qост=Fост∙qост∙Aост; (1.8)
для покрытий Qп=Fп∙qп, (1.9)
где Fост и Fп - площади поверхности остекления и покрытия, м2; qост и qп – тепловыделения от солнечной радиации, Вт/м2 (через 1 м2 поверхности остекления, с учетом ориентации по сторонам света, и через 1 м2 покрытия); Аост –коэффициент учета характера остекления.
В помещении имеются 2 окна размером 3,5х2,5 м2, тогда
Fост = 17,5 м2.
Приняв qост=130 Вт/м2, Аост=1,1, получим
Qост =17,5∙130∙1,1=2502,5Вт,
приняв площадь покрытия Fп =92м2, qп =6Вт/м2,получим
Qп =92∙6=552Вт.
Суммарное тепловыделение от солнечной радиации составит
Q2= Qост+ Qп = 2502,5 +552= 3054,5 Вт. (1.10)
Расчет тепловыделений от источников искусственного освещения проводится по формуле
Q3=N∙n∙1000Вт, (1.11)
где N – суммарная мощность источников освещения, кВт; n – коэффициент тепловых потерь (0,55 для люминесцентных ламп).
В помещении имеется 10 люминесцентных ламп по 90 Вт:
Q3=(10∙0,09∙0.55)∙1000= 495 Вт.
Расчет выделений тепла устройств вычислительной техники проводится аналогично расчету тепловыделений от источников искусственного освещения:
Q4=N∙n∙1000Вт. (1.12).
Коэффициент тепловых потерь для устройств вычислительной техники n = 0,5. В помещении находятся 4 персональных компьютера по 300Вт (вместе с мониторами).
Q4=(4∙0,3)∙0,5∙1000=600 Вт.
Суммарные тепловыделения составят
Qс = Q1 + Q2 + Q3 + Q4= 203,5+ 3054,5+ 495+ 600= 4353 Вт. (1.13)
Тепло, удаляемое из помещения, считается по формуле
Qрасх = 0,1∙Qс= 435,3 Вт. (1.14)
Таким образом, количество избыточного тепла составляет
Qизб= Qс – Qрасх = 3917,7 Вт.
Объем приточного воздуха, необходимого для поглощения тепла, равен:
G = 3600∙3917,7/(1000∙1,2∙(22,9-20,4)) = 4701,24 м3/ч.
Определяем коэффициент кратности воздухообмена, который показывает, сколько раз в течение часа воздух должен обновляться в помещении, и является одной из важнейших характеристик вентиляции. Кратность вентиляции, необходимая для обеспечения в закрытом помещении оптимального состояния воздушной среды, зависит от кубатуры помещения, количества находящихся в нем людей, интенсивности работы, характера выделяемых вредных веществ.
K = G /V, , (1.15)
где К – кратность воздухообмена, ч -1; G – расчетный воздухообмен, м3/ч; V – объем помещения, м3.
К = 4701,24/84 = 55,96 ч -1.
Принимаем К = 56 ч -1.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ
Рассчитать общеобменную вентиляцию для помещения размером l, m, h;количество сотрудников N 1; из них количество женщин Р;количество компьютеров N 2; количество окон в помещении N 3; размер окон lО, hО; площадь покрытия на 10% больше площади помещения, помещение освещено люминесцентными лампами в количестве N 4 штук. В помещении должна поддерживаться температура t р.з, о С.
Варианты заданий:
| № варианта | L , м | m , м | h , м | N 1, чел. | Р, чел. | N 2 , шт. | N 3 , шт. | l О , м | h О , м | N 4, шт. | t рз, о С |
| 1 | 5 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1,7 | 3 | 22 |
| 2 | 4 | 3 | 3 | 1 | - | 1 | 1 | 1,3 | 1,7 | 3 | 24 |
| 3 | 7 | 4 | 3,5 | 3 | 1 | 3 | 2 | 1,5 | 2 | 5 | 23 |
| 4 | 6 | 5 | 4 | 5 | 2 | 5 | 2 | 1,7 | 2,5 | 7 | 21 |
| 5 | 5 | 7 | 4 | 6 | 6 | 6 | 3 | 1,5 | 2 | 10 | 22 |
| 6 | 4 | 6 | 4 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1,75 | 2 | 11 | 22 |
| 7 | 8 | 3 | 4 | 3 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2,2 | 10 | 21 |
| 8 | 5 | 6 | 3,2 | 2 | - | 2 | 3 | 1,3 | 1,75 | 11 | 22 |
| 9 | 10 | 2,5 | 2,5 | 6 | - | 6 | - | - | - | 22 | 23 |
| 10 | 4 | 8 | 2,5 | 3 | 2 | 1 | 3 | 0,75 | 1,3 | 30 | 20 |
| 11 | 3 | 5 | 3 | 4 | 3 | 3 | 1 | 2,5 | 2 | 7 | 22 |
| 12 | 3 | 6 | 3,5 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 5 | 23 |
| 13 | 3,5 | 4 | 4 | 1 | - | 1 | 1 | 1,3 | 1,75 | 5 | 22 |
| 14 | 9 | 3 | 2,5 | 3 | - | 3 | 3 | 1,3 | 0,7 | 9 | 20 |
| 15 | 4 | 5 | 4 | 2 | 2 | 2 | 3 | 1,3 | 1,75 | 12 | 21 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шлендер, П.Э. Безопасность жизнедеятельности: учебник для Вузов./ П.Э Шлендер, В.М. Маслова, С.И. Подгаецкий. – М.: 2009.
2. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.
3.СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
4.СНиП 23-05-95 (2003). Естественное и искусственное освещение.
5.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
6.СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь стоящихся и реконструируемых промышленных предприятий».
Расчет искусственного освещения
Для расчета общего равномерного освещения помещений в условиях эксплуатации промышленных предприятий наиболее применим метод «коэффициента использования светового потока». При расчете этим методом учитывается как прямой свет от светильника, так и свет, отраженный от стен и потолка.
Расчет освещения начинают с выбора типа источника света (лампы) и светильника, который выбирается в зависимости от условий среды и класса помещения по взрыво- и пожароопасности (табл. П.1). При выборе источника света следует руководствоваться требованиями к цветопередаче, учитывать высоту подвеса светильников, метеорологические условия. Учитываются также преимущества и недостатки источников света.
Люминесцентные лампы рекомендуется применять в помещениях с повышенными требованиями к цветопередаче (на окрасочном участке и др.) и при установке светильников на высоте менее 4 м. При высоте установки светильников 4-6 м могут применяться люминесцентные лампы, лампы ДРЛ и ДРИ. При высоте более 6 м предпочтение должно отдаваться лампам ДРЛ и ДРИ.
Несмотря на малую экономичность, ограниченный срок службы, желто - красную часть спектра, лампы накаливания все еще применяются для промышленного и бытового освещения. Они имеют незначительное снижение светового потока к концу срока службы, независимы от условий окружающей среды, работоспособны при значительных отклонениях напряжения.
Наиболее часто применяемые люминесцентные лампы низкого давления имеют высокую световую отдачу, большой срок службы, различный спектральный состав, относительно малую яркость. Основными недостатками люминесцентных ламп являются сложность включения, зависимость от температуры окружающего воздуха, значительное снижение светового потока к концу срока службы, пульсация светового потока, которая приводит к возникновению стробоскопического эффекта.
Лампы дуговые ртутные высокого давления применяют для освещения больших производственных площадей и уличного освещения. Лампы типа ДРЛ имеют ряд преимуществ: высокая световая отдача, большой срок службы, работа в различных условиях внешней среды. К недостаткам следует отнести: технические недостатки (работа только на переменном токе, включение через балластный дроссель, длительность разгорания и др.), пульсацию светового потока, значительное снижение светового потока к концу срока службы.
Задавшись количеством светильников при условии их равномерного распределения, определяют световой поток лампы по формуле:
, (2.1)
где Фл – световой поток лампы, Лм;
Ен – нормированная освещенность, Лк;
S – освещаемая поверхность, м2;
к – коэффициент запаса, определяется по табл. 2.6;
z – коэффициент минимальной освещенности;
η– коэффициент использования светового потока;
Nр – количество рядов светильников;
n1 – количество светильников в ряду;
n2 – число ламп в светильнике.
Нормированную освещенность Ен принимают в соответствии с принятой системой освещения и условиями зрительной работы (выдержка данных о требованиях к освещению помещений промышленных предприятий приведена в табл.2.2).
Количество светильников или рядов определяют методом распределения по площади (развешивания) для достижения равномерной освещенности. Основным параметром для развешивания светильников является такое отношение расстояния между рядами светильников L к высоте подвески Нр, при котором создается равномерное освещение. Это отношение (λ) принимается по табл. 2.3 в зависимости от кривой силы света (КСС) выбранного светильника.
Высота подвески светильника определяется по формуле:
, (2.2)
где Н – высота помещения, м;
h1– расстояние от пола до освещаемой поверхности, м;
h2 – расстояние от потолка до светильника, м.
Коэффициент использования светового потока определяют по индексу помещения i (табл.2.7) с учетом коэффициентов отражения потолка ρп, стен ρс и расчетной поверхности ρр, определенных по табл. 2.4.
Индекс помещения можно рассчитать по формуле
, (2.3)
где А и Б – соответственно длина и ширина помещения, м;
Нр – высота подвеса светильников, м.
При значении L/Hр, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий.
По рассчитанному значению светового потока Фл и напряжению сети выбирается ближайшая стандартная лампа (например, по табл. 2.5), поток которой не должен отличаться от Фл более чем на –10 ÷ +20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется число светильников.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!