Искусственное освещение. Искусственное освещение Для жилых помещений

Любой источник света является источником светового потока, и чем больший световой поток попадает на поверхность освещаемого предмета, тем лучше этот предмет видно. А физическая величина, численно равная световому потоку, падающему на единицу площади освещаемой поверхности, именуется освещенностью.

Освещенность обозначают символом Е, и находят ее значение по формуле Е = Ф/S, где Ф - световой поток, а S - площадь освещаемой поверхности. В системе СИ освещенность измеряется в Люксах (Лк), и один Люкс — это такая освещенность, при которой световой поток, попадающий на один квадратный метр освещаемого тела, равен одному Люмену. То есть 1 Люкс = 1 Люмен / 1 Кв.м.

Для примера приведем некоторые типичные значения освещенности:

Солнечный день в средних широтах — 100000 Лк;

Пасмурный день в средних широтах — 1000 Лк;

Светлая комната, освещенная лучами солнца — 100 Лк;

Искусственное освещение на улице — до 4 Лк;

Свет ночью при полной луне — 0,2 Лк;

Свет звездного неба темной безлунной ночью — 0,0003 Лк.

Представьте, что вы сидите в темной комнате с фонариком, и пытаетесь прочесть книгу. Для чтения нужна освещенность не меньше 30 Лк. Что вы сделаете? Во-первых, вы приблизите фонарик к книге, значит освещенность связана с расстоянием от источника света до освещаемого предмета. Во-вторых, вы расположите фонарик под прямым углом к тексту, значит освещенность зависит и от угла, под которым данная поверхность освещается. В-третьих, вы можете просто достать более мощный фонарик, поскольку очевидно, что освещенность тем больше, чем выше сила света источника.

Допустим, световой поток попадает на какой-то экран, расположенный на каком-то расстоянии от источника света. Увеличим это расстояние вдвое, тогда освещаемая часть поверхности увеличится по площади в 4 раза. Так как Е = Ф/S, то и освещенность уменьшится в целых 4 раза. То есть освещенность обратнопропорциональна квадрату расстояния от точечного источника света до освещаемого предмета.

Когда пучок света падает под прямым углом к поверхности, световой поток распределен на наименьшей площади, если же угол увеличивать, то увеличится площадь, соответственно, уменьшится освещенность.

Как было отмечено выше, освещенность напрямую связана и с силой света, и чем больше сила света, тем больше и освещенность. Экспериментально давно установлено, что освещенность прямопропорциональна силе света источника.

Конечно, освещенность уменьшается, если свету препятствует туман, дым или частички пыли, но если освещаемая поверхность расположена под прямым углом к свету источника, и свет при этом распространяется через чистый, прозрачный воздух, то освещенность определяется непосредственно по формуле Е = I / R2 , где I - сила света, а R - расстояние от источника света до освещаемого предмета.

В Америке и Англии используют единицу измерения освещенности Люмен на квадратный Фут или Фут-Кандела, в качестве единицы освещенности от источника, обладающего силой света в одну канделу, и расположенного на расстоянии в один фут от освещаемой поверхности.

Исследователи доказали, что через сетчатку человеческого глаза, свет воздействует на процессы, протекающие в мозге. По этой причине недостаточная освещенность вызывает сонливость, угнетает трудоспособность, а избыточное освещение — наоборот, возбуждает, помогает включить дополнительные ресурсы организма, однако, изнашивая их, если это происходит неоправданно.

В процессе ежедневной работы осветительных установок, возможен спад освещенности, поэтому для компенсации данного недостатка, еще на стадии проектирования осветительных установок вводят специальный коэффициент запаса. Он учитывает понижение освещенности и в процессе эксплуатации осветительных приборов из-за загрязнений, утраты отражающих и пропускающих свойств отражающих, оптических, и других элементов приборов искусственного освещения. Загрязнения поверхностей, выход из строя ламп, все эти факторы учитываются.

Для естественного освещения вводят коэффициент снижения КЕО (коэффициента естественной освещенности), ведь со временем могут загрязнится светопрозрачные заполнители световых проемов, и загрязниться отражающие поверхности помещений.

Европейский стандарт определяет нормы освещенности для разных условий, так например, если в офисе не требуется рассматривать мелкие детали, то достаточно 300 Лк, если люди работают за компьютером — рекомендуется 500 Лк, если изготавливаются и читаются чертежи — 750 Лк.

Освещенность измеряют портативным прибором - люксметром. Его принцип работы аналогичен фотометру. Свет попадает на , стимулируя ток в полупроводнике, и величина получаемого тока как раз пропорциональна освещенности. Есть аналоговые и цифровые люксметры.

Часто измерительная часть соединена с прибором гибким спиральным проводом, чтобы можно было проводить измерения в самых труднодоступных, при этом важных местах. К прибору прилагается набор светофильтров, чтобы регулировать пределы измерений с учетом коэффициентов. Согласно ГОСТу, погрешность прибора должна быть не более 10%.

При измерении соблюдают правило, согласно которому прибор должен располагаться горизонтально. Его устанавливают поочередно в каждую необходимую точку, согласно схеме ГОСТа Р 54944-2012. В ГОСТе, кроме прочего, учитываются охранное освещение, аварийное освещение, эвакуационное освещение и полуцилиндрическая освещенность, там также описан метод проведения измерений.

Измерения по искусственному и естественному проводятся отдельно, при этом важно чтобы на прибор не попадала случайная тень. На основе полученных результатов, с использованием специальных формул делается общая оценка, и принимается решение, нужно ли что-то корректировать, или освещенность помещения или территории достаточна.

Андрей Повный

Система искусственного освещения помещений может быть общей или комбинированной.

При общей системе освещения светильники размещают на потолке. Их располагают симметрично или локализованно. Симметричное расположение светильников применяется с целью создания более или менее равномерной освещенности по всему помещению и рекомендуется при равномерном размещении рабочих мест, локализованное - при неравномерном размещении рабочих мест и оборудования; в этом случае преследуется цель создания наиболее выгодного направления светового потока на рабочую поверхность, следовательно, размещение светильников будет зависеть от расположения рабочего места и характера оборудования (например, над ассистентским столом в аптеке).

При комбинированной системе освещения в помещении, кроме общего освещения, имеется местное освещение - непосредственно на рабочем месте. Эта система преследует цель создания высоких уровней освещенности на рабочей поверхности при малых экономических затратах.

При устройстве комбинированного освещения освещенность на рабочей поверхности от светильников общего освещения должна составлять не менее 10% освещенности, создаваемой на рабочей поверхности комбинированным освещением, чтобы не было резкого контраста между освещенностью рабочей поверхности и окружающего пространства. По этой же причине применение только местного освещения не допускается.

Одним из важных гигиенических требований, предъявляемых к искусственному освещению, является обеспечение достаточного уровня освещенности.

Работа в условиях недостаточного освещения вызывает резкое напряжение зрения, что может привести к быстрому утомлению глаз, появлению головной боли и ухудшению самочувствия работающего.

При недостаточном освещении приходится рассматривать предмет, чрезмерно приблизив его к глазам. Глаза при этом сильно конвергируют, глазное яблоко постепенно деформируется, удлиняется в передне-заднем направлении. Длительная работа в таких условиях может привести к постепенному развитию близорукости. Поэтому уровень искусственного освещения должен соответствовать существующим гигиеническим нормам. В таблице 11 приведены нормы освещенности (в люксах) для жилых помещений, предусмотренные санитарным законодательством (из СН 245-63).

Интенсивность освещенности в люксах измеряется с помощью приборов - объективных люксметров (рис. 34). Объективные люксметры существуют различной конструкции, но все они состоят из фотоэлемента и электроизмерительного прибора (гальванометра). Свет, падающий на фотоэлемент, трансформируется в нем в электрическую энергию, возникает фототок, который регистрируется гальванометром. Сила тока пропорциональна интенсивности освещения. По отклонению стрелки гальванометра судят о величине освещенности.

Рис. 34. Объективный люксметр.
1 - фотоэлемент; 2 - гальванометр.

Минимальную величину освещенности в люксах при искусственном освещении помещения можно определить без прибора приближенным методом. Для этого находят удельную мощность ламп в ваттах на 1, м 2 площади помещения и умножают ее на коэффициент «е», указанный в таблице 12.

Важное значение имеет равномерность освещения. Она характеризуется коэффициентом неравномерности, под которым подразумевается отношение наименьшей освещенности к наибольшей в одной плоскости. При переводе взгляда с более освещенной поверхности на менее освещенную поверхность и наоборот глазам приходится адаптироваться, т. е. приспосабливаться к изменению яркости поверхности. Частый переход от одной яркости к другой вызывает утомление органа зрения за счет смены адаптации. Поэтому не допускается резкая разница в освещенности рабочего места и окружающих предметов (что наблюдается при одном местном освещении).

Коэффициент неравномерности должен быть не менее 1: 3 в плоскости на протяжении 5 м и не менее 1:2 в плоскости на протяжении 0,75 м.

Необходимо также защищать орган зрения от вредного слепящего действия источника света. Это достигается помещением источника света в арматуру и регламентацией высоты подвеса светильников над полом. Чем выше подвешен светильник, тем меньше слепящее действие источника света. С этой точки зрения наиболее целесообразны светильники отраженного света, направляющие весь световой поток в верхнюю зону помещения и полностью защищающие глаза от действия слепящих яркостей. В светильниках рассеянного света защита от блескости осуществляется при помощи светорассеивающих колпаков.

В светильниках прямого света попадание в глаза светового потока лампы ограничивается арматурой с большим защитным углом. Защитный угол - это угол, образуемый горизонтальной линией, проходящей через нить накала лампы, и линией, идущей от нити накаливания к нижнему краю арматуры светильника (рис. 35). В пределах защитного угла глаз полностью защищен от прямых световых лучей лампы. Для местного освещения должны применяться светильники прямого света, имеющие арматуру с защитным углом не менее 30°. В качестве светильника местного освещения можно рекомендовать светильник типа «Альфа», в котором лампа заключена в глубокий металлический колпак, покрытый сверху темной, внутри белой эмалью. В светильниках с люминесцентными лампами ограничение слепящего действия источников достигается установкой экранирующих решеток.

Рис. 35. Защитный угол светильника (эмалированный глубокоизлучатель).

Зачастую освещение в доме или квартире, определяется минимумом параметров. Это дизайн осветительных приборов и расположение. И даже зная о нормах освещённости, многие просто их не учитывают. Это конечно не критическая ошибка. Но если, подобрать освещение согласно правилам и нормам освещённости, правильно рассчитать, сколько света необходимо для определённой комнаты в квартире, можно добиться стабильного психоэмоционального и физического состояния для человека.

Сколько люменов нужно на 1м 2

Неотъемлемой частью комфортного пребывания дома или на работе, является освещение. Немногим известно, что правильный свет помогает снять психологическую нагрузку или наоборот сосредоточиться на работе. Но прежде чем переходить к расчётам, необходимо разобраться в величинах измерения. Люмен (Лм) – это единица измерения светового потока, Люкс (Лк) – в люксах измеряется освещённость поверхности. 1 люкс равен 1 люмену на квадратный метр.

Расчёт (измерение) интенсивности освещения производится по простой формуле(A x B x C) в которой :

• А – необходимая освещённость по нормативам СНиП;
• В – площадь помещения (кв. м);
• С – Коэффициент высоты.

Коэффициент высоты, величина поправочная и рассчитывается в зависимости от высоты потолка. 2,5 и 2,7 – коэффициент равен единице; если 2,7 и 3 метра – 1,2; потолки с высотой 3 и 3,5 метра – 1,5; от 3,5 до 4,5 метра – коэффициент равен 2.

Таблица норм освещённости по СНиП в люкс (Лк):

Производим расчёт. Предположим нужно узнать необходимое количество света для детской комнаты площадь, которой составляет 15 квадратных метров, с высотой потолков 2,7 м. Для точности используем калькулятор. Умножаем ному освещения на квадратные метры и на коэффициент высоты – 200 х 15 х 1 = 3000. Соответственно световой поток должен составлять 3000 люменов (Лм).

Комнаты неправильной формы, разделяйте на фигуры (например, квадрат и треугольник), и расчёт производите отдельно для каждой.

Измерить уровень освещённости в домашних условиях можно люксметром.

Освещение жилого помещения

Освещение в доме, имеет важное значение, как и интерьер. В первую очередь, разделяют всё пространство на области, которые отличаются не только по габаритам, но и по функциональности.

А именно:

1. Прихожая – её расположение подразумевает отсутствие естественного освещения, поэтому в прихожей создают искусственное. Для этого применяют осветительные приборы направленного света с широкими углами рассеивания.
2. Гостиная (холл) – помещение с множеством функций. Поэтому и освещением добиваются максимальной функциональности, комбинируя общее с точечным.
3. Кухня – область, имеющая отдельные рабочие зоны, в которых к общему, добавляют точечную подсветку.
4. Спальня – предназначена непосредственно для отдыха и сна. Для спален подбирают мягкие и тёплые тона искусственного света. Так же, для них имеет смысл регулировка интенсивности освещения.
5. Санузел – как и в предыдущих случаях, к основному добавляют локальное освещение.

При выборе осветительного прибора для санузла, необходимо убедиться, что данный образец имеет высокую степень защиты (IP) от влажности.

Правильное освещение в квартире поможет, не только подчеркнуть или выделить определённую область, но и стереть визуальные границы.

Светодиодные лампы для жилых помещений

Некоторое время назад, светодиодное освещение считалось неприемлемым для дома. Главными факторами были, высокая цена, а так же яркость и цвет освещения.

Но на сегодняшний день, такое освещение становится сравнительно недорогим. А выбор по мощности, дизайну, спектру и размерам просто огромен. Ограничением может быть только фантазия, где и как применить светодиодные лампы . Так же, такие лампы обладают рядом преимуществ.

Преимущества :

• Низкое потребление энергии (позволяет при длительном использовании, быстро окупить стоимость лампы);
• Долговечность (при выборе качественного изделия, срок службы в разы больше, чем у обычных ламп накаливания, люминесцентных и галогенных);
• Не нагревается при эксплуатации (что увеличивает возможности размещения в соответствии с дизайном).

И это далеко не все показатели. Оптимальный вариант освещения, можно подобрать по спектру и яркости (все значения указаны на упаковке изделия). Для дома выбирайте лампы, которые дают тёплый свет.

При выборе светодиодных ламп, обратите внимание на производителя. Известнее бренд – качественнее продукт.

Немаловажным фактором, является и экологичность. От светодиодных ламп не исходит УФ излучение, и они не создают колебание светового потока.

Если вы решили сделать хорошее освещение в доме, то лучше для этого выбрать светодиодные лампы.

Норма освещённости офисных помещений: необходимая величина

Не так часто встречаются офисы, в которых особое внимание уделялось освещению. Обычно это светящиеся квадраты с люминесцентным мерцанием, встроенные в потолок. А ведь свет влияет, как на психологическое, так и на эмоциональное состояние человека. При правильном освещении, можно добиться высокой производительности труда сотрудников, в течение всего дня.

Уровень освещённости в офисе, определяется по двум стандартам :

• Российскому – уровень освещённости(требуемая шкала), рекомендуется в пределах 300 – 400 люкс (Лк);
• Международный норматив (европейские стандарты) – 500 люкс (Лк).

Освещение разделяют как на общее (прямое и отражённое), свет от источников света рассеивается по всей площади офиса, и на локальное (освещение непосредственно самих рабочих мест), подсветка осуществляется различными световыми приборами для местного освещения(настольные лампы и светильники).

Расположение осветительных приборов параллельно окнам, является наиболее правильным, этим достигается совпадение света от светильников со светом из окон.

Важен и индивидуальный подход для каждого рабочего места в офисе, это связано с разницей в потребности освещения для каждого сотрудника. На это влияют такие факторы как: зрение и возраст.

Освещение детских площадок: нормы

Современные детские площадки, конечно, отличаются от спортивных, но по своей функциональности их можно приравнять друг к другу. К привычным нам горкам, качелям и каруселям, для физического развития детей, добавляется множество спортивных снарядов. Поэтому грамотное и эффективное освещение для детских площадок, просто необходима.

Обладая такими характеристиками, для детских игровых площадок нужно учитывать важные параметры.

Список параметров:

• Обеспечение комфорта и безопасности;
• Предупреждение травматизма;
• Возможность находиться на площадке вечером (особенно зимой).

Норматив освещённости детских площадок по Российскому стандарту равен 10 люкс. Но так, как площадки совершенствуются, необходимая (нормальная) степень освещённости должна составлять 70 – 100 люкс.

Большое значение при освещении детских площадок, имеет уровень цветопередачи. Для удобства различия мелких и движущихся предметов.

В соответствии с размерами, для различных детских площадок подбирается оптимальное соотношение высоты и расположения осветительных приборов. К ним относят консольные (высотой до 10 метров), и локальные (высотой до 4 метров). Мощность отдельного уличного прибора освещения рассчитывается согласно стандартам СНиП.

Если площадка освещается недостаточно, путём добавления осветительных приборов освещение необходимо улучшить.

Стоит учитывать и эстетическую составляющую, подобрав светильники подчёркивающие экстерьер площадки.

Сколько Ватт нужно для освещения комнаты: перевод люменов в ватты

На вопросы – как определить, какое должно быть освещение в отдельной комнате или одном помещении, как перевести люксы в ватты, как подобрать и посчитать нужное количество светильников, достаточно простые ответы.

Произведём расчёт на примере. Нам нужно осветить холл площадью 20м 2 люстрой имеющей пять электрических лампочек накаливания. Какой мощности в ваттах подобрать лампы?

Для расчёта потребуется:

• Степень освещённости;
• Площадь в квадратных метрах.

Умножаем норму освещённости на квадратные метры. 150 х 20 = 3000. Суммарный световой поток должен составлять 3000 Люмен. Значит, для нормального освещения потребуется 5 ламп по 60 ватт. Если провести пересчёт на европейские стандарты, получится – 4000 люмен.

В связи с устаревшими нормативами умножайте норму освещённости в 1,5 раза.

Не стоит забывать, в отличие от ламп накаливания, существует ещё несколько видов искусственных источников освещения, более надёжных и экономичных.

Что такое нормы освещенности (видео)

Правильный свет нужен не только дома или в офисе. Он необходим для комфортного отдыха в гостинице, прогулок по улице, важно его применение в детских садах, торговых залах. Различие составляет лишь назначение и функциональность. На основании проведённых тестов, психологами доказано, что при грамотно построенном освещении, улучшается не только психоэмоциональное, но и общее состояние человека.

К числу основных светотехнических величин, используемых оценки качества освещения, относятся: световой поток, сила света, освещенность и яркость. Яркость освещенной поверхности зависит от величины падающего на нее светового потока и от способности самой поверхности отражать его (коэффициента отражения), а также от угла, под которым поверхность рас­сматривается. Чем больше плотность светового потока, излучаемого осве­щенной (светящейся) поверхностью по направлению к глазу, тем лучше ви­ден рассматриваемый предмет, отдельная его часть или дефект, которые тре­буется различить в процессе работы (объект различения). Однако находя­щиеся в поле зрения поверхности высокой яркости, в частности осветитель­ные приборы, могут производить неприятные ощущения или даже вызывать ослепленность. Свойство больших яркостей производить слепящее действие называется блескостъю. Слепящее действие зависит не только от блескости поверхности, направленной к глазу, но и от контраста различения с фоном (К), который определяется отношением абсолютной величины разности меж­ду яркостью объекта и фона к яркости фона: чем он меньше, тем больше ос­лепленность.

Контраст объекта различения с фоном (К) считается: большим - при значении К> 0,5, средним - при значении К от 0,2 до 0,5 и малым - при значе­нии К < 0,2.

Фоном считается поверхность, прилегающая непосредственно к объек-

ту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется способ­ностью отражать световой лоток и считается: светлым - при коэффициенте отражения поверхности 0,4; средним - при коэффициенте отражения поверх­ности 0,2-0,4 и темным - при коэффициенте отражения поверхности 0,2.

Для повышения равномерности распределения яркостей в поле зрения потолки и стены рекомендуется окрашивать в светлые тона: салатовый, свет­ло-желтый, кремовый, светло-зеленый или бирюзовый. Производственное оборудование рекомендуется окрашивать в светло-зеленые тона, движущиеся части - светло-желтые, а открытые механизмы в ярко красный цвет.

Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в те часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

По конструктивному исполнению искусственное освещение может быть двух видов - общее и комбинированное, когда к общему освещению до­бавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее освещение подразделяется на общее равномерное освещение (при равномерном распределении светового потока без учета расположения оборудования) и общее локализированное освещение (при распределении светового потока с учетом расположения рабочих мест).

Применение одного местного освещения не допускается.

По функциональному назначению искусственное освещение подразде­ляется на следующие виды: рабочее, аварийное, специальное.

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транс­порта. Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минималь­ной освещенности в производственном помещении на случай внезапного от­ключения рабочего освещения. Наименьшая освещенность рабочих поверх­ностей, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составлять

5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе осве­щения, но не менее 2 лк внутри зданий.

К специальным видам освещения относятся: охранное или дежурное.

Для искусственного освещения производственных зданий используют­ся газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Различают газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные), внутри которых в процессе изготовления создается некоторое разряжение, и высокого давления, например лампы ДРЛ - дуговые ртутные люминесцент­ные лампы.

В нормах искусственного освещения производственных зданий газо­разрядные лампы принимаются как основной источник света. Причиной это­го являются такие их достоинства, как значительная световая отдача, эконо­мичность, благоприятный спектральный состав света. К их недостаткам от­носятся: стробоскопический эффект - своеобразное ощущение раздвоения и даже множественности предметов (вследствие пульсаций переменного тока), иногда появление шума. Газоразрядные лампы низкого давления не могут использоваться при низких температурах среды, имеются ограничения их применения в пожаро- и взрывоопасных производствах.

В зависимости от состава люминофора и других особенностей конст­рукции имеется насколько типов люминесцентных ламп: ЛБ - лампы белого света, ЛД - лампы дневного света ЛТБ - лампы тепло-белого света, ЛХБ -лампы холодно-белого света, ЛДЦ - лампы дневного света улучшенной цве­топередачи.

Источники света располагаются в осветительной арматуре (светильни­ках) с целью перераспределения направления светового потока в сторону ра­бочих поверхностей, защиты глаз от блескости светящейся поверхности лам­пы; защиты лампы от загрязнения дымом, пылью и копотью; электро-, взры-во- и пожаробезопасное™, защиты от влаги.

С точки зрения перераспределения светового потока различают све-

тильники прямого, отраженного и рассеянного света. Светильники пряного света, перераспределяя световой поток за счет внутренней отражающей или полированной поверхности, до 90% его направляют вниз. Светильники от­раженного света, наоборот, основную часть светового потока направляют вверх, а светильники рассеянного света - более или менее равномерно в обе полусферы.

Для предохранения глаз от блескости светящейся поверхности лампы применяется определенный защитный угол светильника, экранирующие ре­шетки, рассеиватели из прозрачной пластмассы или стекла.

Конструктивное исполнение светильников различно в зависимости от их назначения. В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники: открытые, защитные, закрытые, пыленепроницаемые.

Для зашиты от влаги, пыли, химически агрессивных веществ светиль­ники изготовляются в герметичном исполнении, из некорродируемых мате­риалов. Во взрывозащитных светильниках предусматриваются меры по пре­дупреждению возникновения искры. Для ламп накаливания наиболее рас-пространенным являются светильники прямого света в открытом или защи­щенном исполнении типа " Глубокою л учатель" и Универсаль". К светильни­кам преимущественно прямого и рассеянного света относятся соответственно "Люцетта" и "Шар молочного стекла".

При использовании люминесцентных ламп для освещения производст­венных помещений с небольшой запыленностью и нормальной влажностью используют открытые светильники типа ОД (открытый, дневного света), для помещений с большим содержанием влаги и пыли -закрытые, светильники типа ПВЛ - (пылевлагшащитный, люминесцентный).

В комбинированных системах используются светильники местного ос­вещения, которые предназначены для создания высоких уровней освещенно­сти на ограниченной площади рабочей поверхности. При устройстве комби­нированного освещения нормы устанавливают требования, предупреждаю-

щие возможность большой неравномерности освещения. Светильники обще­го освещения должны обеспечить не менее 10% освещенности рабочей по­верхности (в помещениях без естественного света - не менее 20%), преду­смотренной для данного вида работы, но не менее 150 лк в случае примене­ния люминесцентных ламп и 50 лк при лампах накаливания (в помещениях без естественного света соответственно 200 лк и 100 лк). Соблюдение этих условий необходимо для обеспечения благоприятных условий протекания процессов зрительной адаптации.

Для местного освещения чаще применяются лампы накаливания, так как люминесцентные лампы могут вызвать стробоскопический эффект.

Действующие нормы (СНиП 23.05-95) построены на основании ре­зультатов многих исследований зрительных функций и общей работоспособ­ности в зависимости от точности зрительной работы, от размера рассматри­ваемой (обрабатываемой) детали, контрастности и коэффициента отражения поверхности, на которой расположена деталь.

Нормами установлены наименьшие значения освещенности, при кото­рых обеспечивается успешное исполнение зрительной работы. Кроме того, нормируется степень равномерности освещения источниками местного и общего освещения при комбинированном освещении с целью обеспечения более полной зрительной адаптации в наименьший отрезок времени.

Для ослабления слепящего действия открытых источников света и ос­вещенных поверхностей с чрезмерной яркостью нормами предусмотрен ряд защитных мер: наименьшая высота подвеса над уровнем пола светильников общего освещения, наличие отражателей, допустимая яркость светорассеи-вающей поверхности.

СНиП 23.05-95 являются общими нормами, которые не содержат кон­кретных решений выбора освещенности в многообразных условиях работы на производстве. На основе общих норм разрабатываются отраслевые нормы освещенности для химической, текстильной, машиностроительной и других

отраслей промышленности.

Для измерения освещенности используется люксметр. Он представляет собой переносной прибор, состоящий из светочувствительного фотоэлемен­та, электроизмерительного прибора в светопоглотительнои насадки.

Фотоэлемент - насадка, на поверхность которой нанесен светочувстви­тельный слой, трансформирующий световую энергию в электрическую. При попадании на него света возникает электрический сигнал, который по соеди­нительным проводам поступает в электроизмерительный прибор, имеющий гальванометр с зеркальной шкалой. Прибор проградуирован для ламп нака­ливания. При измерении освещенности от люминесцентных ламп и естест­венной освещенности необходимо вводить поправочный коэффициент: для ламп дневного света - 0,9, ламп белого света - 1,1, для естественной осве­щенности - 0,8. Результаты измерения сопоставляются с нормами.

Экспериментальная часть

Задание 1 . Измерить коэффициент естественной освещенности о оконного проема по указанию преподавателя. Для этого:

1. Замерить наружную освещенность.

2. Замерить внутреннюю освещенность на расстоянии 1, 2, 3, 4 и 5 м о оконных проемов.

4. Определить для указанных точек вид и разряд зрительной работь

5. Построить кривую изменения КЕО в лаборатории от метража.

Задание 2. Исследовать комбинированное освещение.

1. Включить общее (по заданию преподавателя) и местное освещение

2. Определить суммарную освещенность.

3. Определить в каждом случае долю общего освещения (%).

4. Данные внести в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Исследование комбинированного искусственного освещения

По рассчитанному значению КЕО сделать выводы: можно ли при из­меренном освещенности выполнять лабораторные работы, достаточна ли ос­вещенность для производственных операций.

Также в еыводах дать заключение, достаточна ли освещенность для выполнения работ в химических лабораториях, в классных комнатах и какой вариант комбинации светильников необходим для обеспечения достаточной освещенности.

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Цель работы: ознакомление с методикой измерения и нормирования параметров микроклиматических условий в рабочей зоне производственных помещений и проверка эффективности работы вентиляционных установок.

Нормирование метеорологических условий

Состояние воздушной среды и чистота атмосферного воздуха оказы­вают большее влияние на обмен веществ и жизнедеятельность организма че­ловека и являются важной характеристикой состояния санитарно-гигие­нических условий труда.

Метеорологические условия в производственных помещениях характе­ризуются температурой, влажностью и скоростью движения воздуха. Соче­тание этих элементов, а также наличие теплового излучения от нагретых по­верхностей оборудования, материалов и изделий определяют микроклимат данного производственного участка (производственных помещений, откры­тых рабочих площадок и т.д.) Метеорологические условия (микроклимат) на производстве оказывают большое влияние на теплообмен тела человека с ок­ружающей средой. Нарушение теплообмена ведет к нарушению терморегу­ляции, обеспечивающей необходимые условия для протекания в организме химических процессов, лежащих в основе его жизнедеятельности.

Терморегуляция осуществляется физиологическими механизмами и находится под непосредственным контролем центральной нервной системы. Она обеспечивает тепловые равновесия между количеством тепла, непре­рывно образующимся в организме в процессе обмена веществ, и излишками тепла, непрерывно отдаваемыми в окружающую среду, т.е. сохраняет тепло­вой баланс организма человека.

Различают химическую и физическую терморегуляцию. Химическая терморегуляция контролирует теплопродукцию в организме и осуществляет-ся снижением уровня обмена веществ при угрозе перегревания организма или усилением обмена при охлаждении. Однако роль химической терморегу­ляции в тепловом равновесии организма с внешней средой невелика по срав­нению с физической терморегуляцией, которая осуществляется через отдачу тепла в окружающую среду.

Отдача тепла в окружающую среду (физическая терморегуляция) мо­жет происходить тремя путями: в виде инфракрасных лучей, излучаемых по­верхностью тела в направлении окружающих предметов с более низкой тем­пературой (радиация); нагревом воздуха, омывающего поверхность тела (конвекция); испарением влаги (пота) с поверхности тела (кожных покровов), легких и слизистых оболочек верхних дыхательных путей.

Соотношение между отдельными путями теплоотдачи и его количество зависит от величины параметров метеорологических условий и тяжести вы­полняемой работы - дополнительного источника теплообразования. В усло­виях покоя, при оптимальных температуре, влажности и скорости движения воздуха на долю радиации приходится около 45%, конвекции - 30% и испа­рения - 25% всего удаляемого организмом тепла.

Параметры метеорологических условий в рабочей зоне производствен­ных помещений и предельно допустимые концентрации вредных веществ регламентируются ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ «Воздух рабочей зоны».

Нормами установлены оптимальные и допустимые величины темпера­туры, относительной влажности и скорости движения воздуха с учетом из­бытков явного тепла, тяжести выполняемой работы и сезонов года.

Оптимальные микроклиматические условия - это такие сочетания па­раметров микроклимата, которые при длительном и систематическом воз­действии на человека обеспечивают сохранение нормального функциональ­ного и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуля-

ции, создают ощущение теплового комфорта и являются предпосылкой для высокого уровня работоспособности.

Производственные помещения по избыткам явного тепла, воздейст­вующего на изменение температуры воздуха в них, подразделяются на по­мещения с незначительными избытками явного тепла и помещения со значи­тельными избытками явного тепла. Помещения, цехи и участки со значи­тельными избытками явного тепла относятся к категории "горячих цехов".

По тяжести выполнения, производственные работы подразделяются на три категории на основе общих энергозатрат организма.

Сезоны года подразделяются на два периода: холодный и переходный период, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +1П°С, и теплый и переходный период, когда среднесуточная темпера­тура наружного воздуха +10°С и выше.

Измерение температуры воздуха. Температуру воздуха в производст­венных помещениях измеряют обычным ртутным или спиртовым термомет­ром; при наличии источника теплового излучения применяют аспирацион-ный психрометр. Для непрерывной регистрации температуры и ее изменений во времени применяют самопишущие приборы -термографы.

Определение влажности воздуха. В гигиенической практике для оцен-

ки влажности принята относительная влажность ((р), т.е. отношение абсо­лютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Она показыва­ет, на сколько далек влажный воздух от насыщения водяными парами.

Влажность воздуха измеряется психрометрами, гигрометрами, гигро­графами; психрометры позволяют одновременно определять влажность и температуру воздуха.

По конструктивному оформлению психрометры бывают различных ти­пов. Простейший из них состоит из двух совершенно одинаковых параллель­но укрепленных ртутных или спиртовых термометров. Резервуар (шарик) одного из термометров обернут куском батиста в один слой (или другой гиг­роскопической тканью), конец которого опущен в стаканчик с водой (дис­тиллированной или кипяченой). Если воздух не насыщен водяными парами, то с поверхности батиста вода будет испаряться. Вследствие затраты тепла на испарение шарик термометра охлаждается, и смоченный (влажный) термо­метр показывает меньшую температуру, чем сухой термометр. Разность ме­жду показаниями термометров тем больше, чем меньше влажность воздуха при данной температуре.

По показаниям сухого и смоченного термометров при помощи специ­альных психрометрических таблиц или номограмм находят влажность возду­ха. При отсутствии таковых она может быть вычислена по следующим фор­мулам:

Для абсолютной влажности

e ~ E } ~ H (t - ti ) a , ммрт.ст; (4.1)

Для относительной влажности

р~|-100%, (4.2)

где t - t r показания сухого и влажного термометров, °С;

Е и Е 1 - максимальная упругость водяных паров соответственно при температуре сухого и влажного термометров;

Н - барометрическое давление, мм рт.ст,;

а - психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, при скорости движения воздуха 0,3 м/с равен 0,001. 1 Для измерения скорости движения воздуха в производственной прак­тике применяют крыльчатые и чашечные анемометры. Крыльчатые анемо­метры имеют пределы измерения скорости воздушного потока от 0,3 до 5,0 м/с, а чашечные - от 1 до 20 м/с.

Для определения малых скоростей движения воздуха (менее 0,5 м/с) I применяют термоанемометры и кататермометры.

Оценка эффективности работы вентиляционных установок

В производственных помещениях в результате пребывания в них лю­дей и протекания технологических процессов воздух с течением времени обедняется кислородом, обогащается углекислым газом и водяными парами, загрязняется вредными примесями, нагревается от конвекционного и лучи­стого тепла, излучаемого различными источниками. Все эти факторы нару­шают нормальные санитарно-гигиенические условия воздушной среды, что приводит к угнетению жизненных функций организма человека, быстрой утомляемости, профессиональным отравлениям и заболеваниям, к снижению производительности труда.

В химической промышленности среди разнообразных факторов произ­водственной среды, могущих неблагоприятно влиять на организм человека, первое место занимают ядовитые газы и лары, а также токсические аэрозоли (пыль, туманы, дымы), загрязняющие воздух рабочих помещений и окру­жающую атмосферу вокруг производства.

Санитарно-гигиенические условия воздушной среды в производствен­ных помещениях должны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТе 12.1.005-88. Для удаления из рабочих помещений вредных веществ, избы­точных тепла и влаги применяют систему вентиляции.

Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухооб­мен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и пода-чу на место удаленного свежего чистого воздуха. Различают два основных вида вентиляция: естественную (аэрацию) и искусственную (механическую). Основное различие между ними заключается в способе осуществления воз­духообмена в помещении.

Выбор того или иного вида вентиляции определяется состоянием воз­душной среды, т.е. степенью нагретости и влажности воздуха, количеством и степенью токсичности вредных примесей, выделяющихся в помещение. Од­нако при значительных выделениях конвекционного и лучистого тепла, вредных газов, паров и пыли применение только одной вентиляции не обес­печивает нормальных санитарно-гигиенических условий воздушной среды. В этих случаях оздоровление воздушной среды наряду с вентиляцией осущест­вляется путем соответствующей организации технологических процессов, применения современного производственного оборудования и надлежащей планировки рабочих помещений.

Естественная организованная вентиляция - аэрация осуществляется через управляемые створки окон (фрамуги), накрышные фонари и дефлекто­ры за счет разности плотностей воздуха по обе стороны ограждения, т.е. внутри помещения и снаружи. Разность давлений может появиться вследст­вие воздействия (напора) ветра и наличия разности температур воздуха внут­ри помещения и снаружи. Под действием разности давлений может происхо­дить и неорганизованная естественная вентиляция (инфильтрация) через неплотно закрытые окна и двери, а также различные щели ограждающих конструкций и поры строительных материалов.

При аэрационном вентилировании нельзя предварительно нагревать и очищать поступающий воздух, что является существенным недостатком это­го способа вентиляции.

Искусственная или механическая вентиляция осуществляется за счет специальных механизмов и приспособлений (вентиляторы, эжекторы, конди­ционеры).

По направлению движения воздуха различают приточную, вытяжную и приточно-вытяжную вентиляцию; по характеру охвата - местную и общеоб­менную.

При помощи местной вытяжной вентиляции (отсосы) удаляется за­грязненный воздух непосредственно у места выделения вредностей и не до­пускается распространение вредных веществ по всему помещению (лабора­торные вытяжные шкафы, специальные кожухи - капсели, изолирующие ис­точник загрязнения, аспирационные системы, зонты и т.п.)- Отсос загрязнен­ного воздуха непосредственно из замкнутых объемов самих аппаратов или кожухов (капселей), закрывающих аппарат, называется аспирацией. При ас­пирации создается разряжение внутри аппаратов, что препятствует проника­нию вредных веществ из аппаратов в помещение через неплотности. Аспира­ция является наиболее эффективным и экономичным средством борьбы с вредностями.

При рабочих процессах, сопровождающихся восходящими потоками выделений, используют шкафы с верхним отсосом воздуха, а при рабочих процессах с выделением пыли или тяжелых газов - с комбинированными (сверху и снизу) отсосами. Нижний отсос способствует естественному оседа­нию пыли и тяжелых газов и быстрому их удалению. Основное требование, предъявляемое к вытяжному шкафу: исключение возможности попадания паров или пыли продукта из зоны вытяжного шкафа в рабочую зону. Техни­ческой характеристикой вытяжного шкафа является скорость движения воз­духа в проемах или дверках шкафа. Необходимая величина скорости в от­крытом проеме зависит от отношения концентрации вредных веществ внутри шкафа и в помещении лаборатории. Снаружи концентрация должна быть равной или меньше предельно допустимой. Поэтому, чем выше для данного

вещества ПДК, тем больше скорость требуется в рабочем проеме шкафа.

Местная вентиляция не охватывает всех источников выделения вред­ностей и поэтому не всегда оказывается достаточной для полной очистки воздушной среды от вредных веществ и, особенно, для уменьшения тепло­выделений. После удаления основной массы вредных выделений местными вытяжками нормальные санитарные условия достигаются при помощи обще­обменной вентиляции. Общеобменная вентиляция удаляет остатки загряз­ненного, а также нагретого и увлажненного воздуха разбавлением и вытесне­нием его свежим воздухом - происходит проветривание помещения. Наибо­лее устойчивый режим обшего воздухообмена осуществляется приточно-вытяжной системой механической вентиляции.

Для быстрого улавливания опасных веществ, проникших из аппарату­ры в помещение, при производственных неполадках и авариях устраивают специальные системы аварийной вытяжной вентиляции.

В настоящее время все более широкое применение находят установки для кондиционирования воздуха - кондиционеры. Они создают наиболее бла­гоприятные санитарно-гигиенические условия воздушной среды в производ­ственных помещениях. С помощью этих установок можно искусственно под­держивать воздух соответствующего качества (кондиции) в отношении тем­пературы, влажности и чистоты.

Кондиционеры могут быть центральными (общими) для обслуживания больших цехов или местными (автономными) для обслуживания отдельных кабин, пультов управления, мест отдыха рабочих, лабораторий. Как правило, установки для кондиционирования воздуха имеют автоматическое регулиро­вание и управление.

Эффективность работы всякой вентиляционной установки определяет­ся техническим испытанием и санитарно-гигиенической проверкой. При этом виде испытания определяется производительность установки, скорость дви­жения воздуха и давление в воздуховодах.

Экспериментальная часть

Задание 1.

дер-

Таблица 4.11

Задание 2,

Санитарно-гигиеническая проверка имеет целью установить, обеспечи-1 вает ли вентиляционная установка требуемые параметры метеорологических 1 условий в рабочей зоне производственных помещений, а также достаточную! чистоту воздуха, соответствующую требованиям санитарных норм.

Экспериментальная часть

Задание 1. Определить температуру и влажность воздуха в помещении! лаборатории.

Для этого необходимо заполнить стаканчик психрометра Августа чис­той водой и через 10 мин записать показания термометров. В случае приме-1 нения аспирационного психрометра Ассмана, смочить при помощи специ-| альной пипетки резервуар термометра, обернутый батистом, при этом дер- 1 жать прибор вертикально во избежание заливания воды в головку прибора; I завести (включить) аспиратор и через 3-5 мин произвести отсчет показаний! термометров. Определить давление по барометру.

Таблица 4.11

Определение метеоусловий в помещении лаборатории

Задание 2, Определить скорость движения воздуха в воздуховоде вы­тяжного шкафа, производительность вентиляционной установки и кратность

лено по два отверстия 0,5 мм. С помощью этой трубки измеряется статиче ское давление.

Для точных отсчетов применяют микроманометры, в которых стеклян ная трубка расположена наклонно и вделана нижним концом в резервуар, зг полненный подкрашенным спиртом. При присоединении концов пневмомеч рических трубок к двум концам манометра определяют скоростное давленн как разность между полным и статическим давлением.

Производительность вентиляционной установки рассчитывают л формуле

О = 3600 ■ F ■ v i (4.5

где Q - производительность вентиляционной установки (количество 3i грязненного воздуха, удаляемого из помещения в единицу времени), м7ч;

F - площадь воздуховода, м (F - 0,02 м~);

V - скорость воздушного потока в сечении воздуховода, м/с;

3600 - коэффициент перевода (1 ч = 3600 с).

Кратность воздухообмена в помещении рассчитывают по формуле:

где W - объем помещения, м 1 (W-125 м).

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 4.2.

Таблица 4

Результаты определения скорости движения воздуха, производительност, вентустаповки и кратности воздухообмена в помещении

Задание 3. Определить скорость движения воздуха в рабочем проеме вытяжного шкафа и оценить эффективность его работы (с помощью крыль-чатого анемометра).

Порядок выполнения работы:

1. Включить вентилятор отсоса.

2. Открыть створку вытяжного шкафа в рабочее положение.

4. Установить анемометр так, чтобы плоскость анемометра находилась в плоскости створки шкафа, а стрелки прибора двигались по ходу часовой стрелки.

5. Когда анемометр разовьет максимальную скорость, одновременно включить счетчик анемометра и секундомер. Продолжительность замера 50 с (для удобства расчета). Для большей точности сделать 3 замера. Если анемо­метр имеет поправочный коэффициент (указывается в паспорте), то показа­ния необходимо умножить на коэффициент К.

7. По скорости движения воздуха в открытом проеме шкафа, с помо-шью табл. 4.4 определить, с какой группой вредных веществ (по ПДК) можно работать в данном вытяжном шкафу.

8. Результаты измерений и вычислений записать в табл.4.3.

Таблица 4.3

Результаты определения скорости движения воздуха, производитель­ности вентиляционной установки и кратности воздухообмена в помещении

В выводах указать определенные опытным путем (фактические) темпе­ратуру в помещении, абсолютную и относительную влажность, скорость движения воздуха в воздуховоде и в рабочих проемах вытяжного шкафа, производительность вентиляционной установки.

Определить соответствие температуры помещения и относительной " влажности требованиям ГОСТ 12.1.005-88.

Определить соответствие кратности воздухообмена в помещении лабо­ратории требованиям ведомственных нормативов.

Зная производительность вентиляционного шкафа расчетным путем \ определить скорость подсоса воздуха: при полностью открытой створке шкафа; при открытой на 1/3 от высоты шкафа; при открытой на 1/2 от высо­ты шкафа.

По скорости движения воздуха в открытом проеме шкафа с помощью табл. 4.4 определить, с какой группой вредных веществ (по ПДК) можно pa- I ботать в данном вытяжном шкафу.

Таблица 4.4 I

Скорость подсоса воздуха в вытяжных шкафах и зонтах для веществ разной степени опасности.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ

ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ В ЗАКРЫТОМ ТИГЛЕ

Цель работы: определение температуры вспышки жидкостей в воздухе, классификация жидкостей по степени пожароопасное™, установление кате­гории помещения по пожаровзрывоопасности и разработка мер пожарной безопасности для производственных помещений, где используются горючие жидкости.

Общие сведения

Использование в промышленности горючих жидкостей вызывает необ­ходимость принимать меры по предупреждению их пожарной опасности.

Пожарная опасность - возможность возникновения или развития по­жара, заключенная в каком-либо веществе, состоянии или процессе.

Параметрами, определяющими пожаровзрывоопасные свойства горю­чих жидкостей, являются:

1. Температура вспышки.

2. Температура воспламенения.

3. Температура самовоспламенения.

4. Концентрационные и температурные пределы распространения пла­мени паров горючих жидкостей в воздухе.

Температура вспышки - самая низкая температура горючего вещества, при которой в условиях специальных испытаний над его поверхностью обра­зуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще не достаточна для устойчивого горения.

При этом сгорает только образовавшаяся паровая фаза жидкости, после чего пламя гаснет.

Температура воспламенения - наименьшая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний вещество выделяет горючие па-

ры и газы с такой скоростью, что после их зажигания возникает устойчивое пламенное горение.

При нагревании горючих жидкостей до определенной критической температуры возможно их самовоспламенение.

Температура самовоспламенения - самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличе­ние скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горе­нием.

Температура вспышки является главной характеристикой, определяю­щей пожарную опасность горючих жидкостей. Она принята за основу при ] классификации жидкостей по степени пожароопасности, при определении. категории производств по пожаровзрывоопасности, а также классов взрыво­опасных и пожароопасных зон.

Сгораемые жидкости делятся на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) - с температурой вспышки в закрытом тигле менее 61°С или в открытом тигле I менее 66°С и горючие (ГЖ) - с температурой вспышки в закрытом и откры-1 том тигле выше 61°С и 66°С соответственно.

Классификация ЛВЖ по температуре вспышки приведена в табл.5.1, |

Таблица 5.11 Классификация легковоспламеняющихся.жидкостей

Температуру вспышки паров индивидуальных жидких веществ можно рассчитать, пользуясь следующими эмпирическими формулами:

1. Температуру вспышки для веществ различных классов рассчиты­вают по формуле Эллея:

T ecn = a + e - t Kun , (5.1)

где а я в - эмпирические коэффициенты, приведенные в табл.5.2, вместе со средними квадратичными погрешностями расчета.

Таблица 5.2 Эмпирические коэффициенты для расчета Т вс „

2. Температуру вспышки веществ, имеющих нижеперечисленные структур­ные группы (табл. 5.3), также можно рассчитать по формуле:

где twn - температура кипения исследуемой жидкости, С С; lj - число структурных групп вида j в молекуле; а,- - эмпирические коэффициенты, приведенные в табл.5.3.

Таблица 5.3

Эмпирические коэффициенты для расчета Т вс

3. Если известна зависимость давления насыщенных паров веществ от температуры, то температуру вспышки в градусах Цельсия рассчитывают по

в£я+ ~л~аГ/? "

где А - константа, в общем случае равная 280 кПа-см 2 -с" 1 -°С;

Р есп - парциальное давление пара исследуемого вещества при темпера­туре вспышки, кПа;

Ц, - коэффициент диффузии пара в воздух, см 2 с" 1 ; Р - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения. Средние квадратичные погрешности расчета температуры вспышки

для веществ различных классов составляют от 10 до 13°С.

Экспериментальная часть

Сущность экспериментального метода определения температуры вспышки заключается в нагревании определенной массы вещества с задан-

ной скоростью, периодическом зажигании выделяющихся паров и визуаль­ной оценке результатов зажигания.

Определение температуры вспышки горючих жидкостей осуществля­ется с помощью прибора ТВ-1 в закрытом тигле по методике ГОСТ 12.1.044-89 п.4.4. Прибор для определения температуры вспышки устанавлен в вы­тяжном шкафу.

Порядок выполнения работы

Для проведения испытаний выдается жидкость, проверенная на соот­ветствие паспортным данным по внешнему виду, плотности, коэффициенту рефракции и температуре кипения. Образец исследуемой жидкости наливают в тигель до метки. Тигель закрывают крышкой и устанавливают в нагрева­тельную ванну прибора. В гнездо на крышке тигля устанавливают термо­метр, выбранный в соответствии с температурой кипения исследуемой жид­кости. Подключают к электропитанию нагревательную ванну и перемеши­вающее устройство. Зажигают газовую горелку прибора и регулируют пламя таким образом, чтобы оно имело форму шара диаметром от 3 до 4 мм. Нагре­вают образец исследуемой жидкости со скоростью от 1 до 2 °С в минуту, что обеспечивается регулятором скорости нагрева и контролируется по секундо­меру.

Образец жидкости, имеющий температуру вспышки ниже 50°С, охла­ждают до температуры, которая не менее чем на 17°С ниже предполагаемой температуры вспышки, Образцы вязких жидкостей перед испытанием нагре­вают до достаточной текучести.

Через каждые 1-2°С повышения температуры проводят испытание на вспышку. В момент испытания на вспышку перемешивание прекращают. Поворотом пружинного механизма открывают заслонку и опускают пламя внутрь тигля на 1с. Если при этом произошла вспышка паров исследуемой жидкости, то нагревание образца прекращают и показания термометра в мо-

мент появления вспышки принимают за температуру вспышки. Если вспыш­ка не произошла, то заслонку и газовую горелку возвращают в исходное по­ложение. Включают мешалку и продолжают нагревать образец. Периодиче­ски опускают пламя газовой горелки внутрь тигля до получения вспышки.

Испытание на вспышку проводят при повышении температуры на каж­дый 1°С для жидкостей с температурой вспышки до 104°С и на каждые 2°С для жидкостей с температурой вспышки свыше 104°С.

За температуру вспышки каждого определения принимают показание термометра при появлении пламени над частью или всей поверхностью об­разца. Вспышку паров исследуемой жидкости над поверхностью крышки тигля не учитывают. Испытание на вспышку (в случае ее отсутствия) пре­кращают при достижении температуры кипения исследуемой жидкости.

За температуру вспышки исследуемой жидкости принимают среднее арифметическое трех определений серии основных испытаний с поправкой на атмосферное давление.

Поправку рассчитывают по формуле:

ДГ=0.27-(Ю13-Р а), (5.4)

где Р а - фактическое атмосферное давление, кПа.

Разность двух последовательных результатов, полученных одним и тем же оператором при постоянных условиях испытаний с вероятностью 0,95, не должна быть более 3°С для температуры вспышки до 104°С и 6°С для темпе­ратуры вспышки свыше 104°С при условии, что случайные погрешности дают над не исключенными систематическими.

Задание 2. В промышленном здании осуществляется технологический процесс" с использованием горючей, жидкости. Варианты производственной ситуации приведены в табл. 5.4.

Протокол 1

Таблица 5.4

Варианты производственной ситуации

В выводах указать температуру вспышки паров и характер горючей жидкости по степени пожароопасности - ЛВЖ или ГЖ.

Установить категорию здания по взрывопожарнои и пожарной опасно­сти по НПБ 105-95 и разработать для этого здания основные меры пожарной безопасности, согласно СНиП 2.09.02-85*; определить допустимое число этажей и площадь этажа в пределах пожарного отсека; степень огнестойко­сти здания; установить число эвакуационных выходов и предельно допусти­мое расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода.

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

Цель работы: определение концентрационных пределов распростране­ния пламени газовоздушных смесей расчетными и экспериментальными ме­тодами. Установление категории помещения по взрьтвопожароопасности и разработка мер по пожарной безопасности для производственных помеще­ний, где используются горючие газы.

Общие сведения

Применение в химической и других отраслях промышленности горю­чих газов, способных в присутствии кислорода (воздуха) или других окисли­телей образовывать взрывоопасные смеси, требует разработки специальных мер безопасности, не только при использовании этих газов в технологиче­ских процессах, но и при их хранении и транспортировке.

Для создания и поддержания безопасных условий труда на производст­ве необходимым условием является знание и правильное использование по­казателей пожаровзрывоопасности применяемых веществ. Поэтому, прежде чем какое-либо вещество будет внедрено в производство, проводят всесто­роннее изучение показателей его пожаровзрывоопасности.

При определении пожаровзрывоопасности веществ и материалов раз­личают:

газы - вещества, абсолютное давление паров которых при температуре 50°С равно или более 300 кПа;

жидкости - вещества с температурой плавления (каплепадения) менее 50°С;

твердые вещества и материалы с температурой плавления (каплепаде­ния) более 50 с С;

пыли - диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм.

Горением называется химическая реакция окисления, сопровождаю­щаяся выделением большого количества тепла и свечением. В зависимости от скорости процесса горение может происходить в форме собственно горе­ния, взрыва и детонации. Для возникновения и развития процесса горения обычно необходимы горючее, окислитель и источник зажигания.

Наиболее распространенным окислителем является кислород (чистый или атмосферный) и вещества, в состав которых входит кислород (перокси-ды, хлораты и др.), а источником зажигания - открытое пламя, механические искры, нагретые поверхности, тепло химической реакции, искры от электро­оборудования, статического и атмосферного электричества, солнечная ра­диация, электромагнитные и другие излучения.

Как количественное, так и качественное изменение горючей системы ведет к изменению протекания процесса горения. Если скорость горения дос­тигает сотен метров в секунду, то такой процесс протекает весьма бурно, со­провождается механическими разрушениями и называется взрывом. Взрыв -это быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.

На производстве взрыв, как правило, вызывает пожар. Пожар - это не­контролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Основную опасность во время пожара при любых условиях оказывает лучистая энергия, которая как мощный источник зажигания способна вы­звать горение других конструкций, материалов и веществ. Горючие газы, па­ры и взвешенная горючая пыль в смеси с воздухом при определенных кон­центрациях способны сгорать со скоростью взрыва.

Смеси горючего газа с воздухом или другими окислителями можно воспламенить лишь в определенном интервале концентраций, за пределами

которого невозможно стационарное, т.е. незатухающее распространение

пламени. Эти граничные концентрации называются концентрационными пределами распространения пламени.

Согласно ГОСТ 12.1.044-89 нижний (верхний) концентрационный пре­дел распространения пламени - это минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси "горючее вещество - окислительная среда" при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источ­ника зажигания.

Концентрационные пределы объясняются влиянием потерь тепла из зоны пламени, в основном, вследствие конвекции и термического излучения.

При нормальном горении газовоздушных смесей в трубах скорость распространения пламени для большинства газов лежит в пределах 0,3-2,7 м/с. При сгорании газовоздупшых смесей в сосудах сравнительно небольших размеров (до 1м 3) скорость распространения пламени составляет 6,5-10,0 м/с. Величина температуры горения распространенных горючих смесей лежит в пределах от 1500-3000 К.

Нормальная скорость горения (м/с) зависит от состава смеси, давления, начальной температуры и наличия примесей.

Если изменять состав смеси, то при некотором содержании горючего газа, обычно больше того, которое соответствует полному сгоранию, ско­рость горения и давление взрыва проходит через максимум (Р маК с =1,1 МПа (11 кгс/см 2)). По мере приближения к пределам скорость и давление падают и имеют некоторые конечные значения (P,™» 0,3-0,4 МПа).

Значение нижнего концентрационного предела распространения пла­мени следует применять при определении категории производства по пожа-ро взрывоопасное™.

Значения нижнего и верхнего концентрационных пределов распро­странения пламени следует применять при расчете взрывобезопасных кон­центраций, газов, паров и пылей внутри технологического оборудования,

трубопроводов, при проектировании вентиляционных систем, а также при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций газов, паров и пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания. Допускается использовать экспериментальные и расчетные значения

концентрационных пределов распространения пламени.

Концентрационные пределы не являются абсолютной константой взрывоопасной смеси, они в значительной мере зависят от условий испыта­ний.

Повышение давления до 3,0-4,0 МПа практически не влияет на величи­ну концентрационных пределов распространения племени. Уменьшение дав­ления ниже атмосферного сужает пределы. При определенном давлении дос­тигается смыкание нижней и верхней границ области воспламенения. Ниже этого давления воспламенение в смеси любого состава невозможно.

В атмосфере кислорода область воспламенения растет за счет увеличе­ния верхнего предела распространения пламени.

Некоторые примеси, замедляющие реакции горения, оказывают силь­ное влияние на пределы распространения пламени. Наиболее активны гало-генпроизводные углеводородов, которые при небольшом содержании делают негорючими смеси оксида углерода, водорода или углеводородов с воздухом.

Добавление инертных газов сужает пределы и в конце концов делает смесь негорючей.

Взрызоопасность горючего вещества тем больше, чем меньше нижний предел распространения пламени, чем шире область распространения пламе­ни, чем меньше период индукции (промежуток времени от момента введения в горючую смесь источника зажигания до момента воспламенения смеси) и чем ниже температура самовоспламенения.

Пределы распространения пламени некоторых горючих газов приведе­ны в табл.6.1.

Таблица 6.1

Концентрационные пределы распространения пламени некоторых горючих газов

Концентрационные пределы распространения пламени газопаровоз­душных смесей можно определить расчетными методами:

1. Метод расчета нижнего предела распространения пламени индиви­дуальных веществ при 25°С.

Нижний предел (ф н) в процентах рассчитывают по формуле:

где /7 V - коэффициент.т-й группы;

m s - число s-x структурных групп в молекуле вещества. Значения коэффициентов приведены в табл.6.2.

Таблица 6.2

2. Метод расчета верхнего предела распространения пламени индиви­дуальных веществ при 25 °С.

Верхний предел распространения пламени (ф„) в об.% вычисляют в зависимости от величины стехиометрического коэффициента кислорода (р) по формулам:

<р в =100/(0,76^+6,554) при р> 8,

где hj , q a - коэффициенты, учитывающие химическое строение вещества;

т ! - число связей у-го элемента;

Значения коэффициентов hj и q s приведены в табл. 6.3 и 6.4.

(3 - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции горения, оп­ределяемый по формуле:

р - т с + m s +0,25(т И - mj - 0,5 m o +2,5т р (6.4)

где т о m s , т„, т х , т № т р - число атомов соответственно углерода, серы, водо­рода, галоида, кислорода и фосфора в молекуле соединения.

3. Метод расчета пределов распространения пламени для смесей горю­чих веществ при начальной температуре 25 °С.

Метод распространяется на вещества, не вступающие между собой в химическую реакцию при начальной температуре. В число компонентов сме­си может входить молекулярный водород, объемная концентрация которого | не должна превышать 75%.

Таблица 6.3

Эмпирические коэффициенты hj для расчета < p s

Таблица 6.4

Эмпирические коэффициенты q s для расчета (

Нижний (верхний) предел распространения пламени для смеси (ф) в процентах рассчитывают по формуле Ле-Шателье:

где ср к - концентрация лг-го горючего компонента смеси, об.%;

<р пк - предел распространения пламени к-го горючего компонента, об.%;

п - число горючих компонентов смеси.

Относительная погрешность расчетных значений концентрационных пределов распространения пламени не превышает 20 %.

Экспериментальная часть

Экспериментальное определение концентрационных пределов распро­странения пламени по газо-паровоздушньтм смесям проводят по ГОСТ-12.1.044-89 с помощью прибора КП-1.

Прибор типа КГТ-1 смонтирован в специальном шкафу, оборудованном

вытяжной вентиляцией. Прибор состоит из следующих частей: .

Реакционного сосуда, представляющего собой трубку из термостойкого хи­мико-лабораторного стекла с внутренним диаметром от 50 до 55 мм, высотой (1500 ± 100) мм, толщиной стенки (2,0 ± 0,5) мм. Нижняя часть сосуда закры­вается пришлифованной стеклянной пластинкой. В реакционный сосуд на расстоянии 100 мм от его нижнего торца введены на шлифах электроды с на­конечниками, изготовленными из молибденовой проволоки, диаметром 2 мм, разрядный промежуток электродов равен 8 мм;

Системы циркуляционных трубок с кранами для вакуумирования реакцион­ного сосуда, сообщения с атмосферой, подачи в него компонентов смеси с парциальным давлением, измеренным ртутным чашечным манометром;

Трансформатора на 220 В;

Микровольтного источника питания, с помощью которого на электродах об­разуется искровой разряд;

Испарителя;

Насоса-мешалки.

Порядок выполнения работы

Предварительно рассчитывают нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (ф) по газовоздушным смесям исследуе­мого индивидуального вещества в процентах по формуле: 100

9п = а „ + в у (6.6)

где f 3- стехиометрический коэффициент кислорода;

fly !Шм ~ универсальные константы, значения которых приведены в табл. 6.5.

Таблица 6.5

Универсальные константы для расчета <р

При определении нижнего предела распространения пламени для пер­вого испытания готовят газовоздушную смесь, содержащую горючего газа вдвое меньше рассчитанного предела, а при определении верхнего предела готовят смесь, содержащую кислорода вдвое меньше, чем в смеси, соответ­ствующей верхнему пределу.

Дозировку горючего газа контролируют по манометру, которая равна ого парциальному давлению Р в кПа, вычисленному по формуле: „ т.-Л

Если при первом испытании смесь не воспламенилась или возникшее пламя не распространилось до верхней части реакционного сосуда, то в каж­дом последующем испытании при определении нижнего предела распро-

странения пламени концентрацию исследуемого вещества в смеси увеличи­вают не более чем на 10%, а при определении верхнего предела - не более чем на 2%.

Если при первом испытании наблюдается воспламенение с распростра­нением пламени до верхней части реакционного сосуда, то последующие ис­пытания проводят соответственно с уменьшением (для нижнего предела) и увеличением (для верхнего предела) концентрации исследуемого вещества в смеси.

После каждого испытания прибор продувают для удаления газообраз­ных продуктов горения и охлаждения реакционного сосуда. Последующие испытания начинают после того, как сосуд охладится до температуры окру­жающей среды.

За предел распространения пламени принимают среднее арифметиче­ское шести ближайших значений концентраций исследуемого вещества в смеси, при трех из которых наблюдается воспламенение смеси с распростра­нением пламени до верхней части реакционного сосуда, а при других трех -отказ, то есть смесь не воспламенилась или возникшее пламя не распростра­нилось до верхней части реакционного сосуда.

Задание 1. Рассчитать нижний и верхний концентрационные пределы воспламенения горючего газа: метана, этана, пропана, бутана (согласно зада­нию преподавателя) и сравнить их с экспериментальными, приведенными в табл. 6.1. Данные занести в протокол 2.

Сравнение экспериментальных и расчетных концентрационных пре­делов распространения пламени горючего газа

Протокол 2 Продолжение

Задание 2. В промышленном здании осуществляется технологический процесс с использованием горючего газа пропана. В табл. 6.6 даны варианты производственных ситуаций.

Таблица 6.6

Варианты производственных ситуаций

Установить категорию здания по взрывопожарнои и пожарной опасно­сти по НПБ 105-95 и разработать для этого здания основные меры пожарной безопасности, согласно СНиП 2.09.02-85*: определить допустимое число этажей и площадь этажа в пределах пожарного отсека; степень огнестойко­сти здания; установить число эвакуационных выходов и предельно допусти­мое расстояние от рабочего места до эвакуационного выхода.

Приложение к работе 1

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ

ВРЕДНЫХ ПЫЛЕЙ И АЭРОЗОЛЕЙ В ВОЗДУХЕ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Приводимые в таблице величины допустимого содержания в воздухе рабочей зоны вредных примесей являются максимальными. Превышение их не должно допускаться.

Соблюдение предельно допустимых концентраций достигается:

Путем соответствующей организации технологических процессов и рациона­лизации оборудования;

Обеспечения непрерывности производственных процессов;

Комплексной механизацией и автоматизацией производственных операций с автоматическим или дистанционным контролем и управлением;

Полной герметизацией оборудования, аппаратуры, приборов, коммуникаций, с очисткой выбросов;

Выделением и выносом из рабочих помещений и рабочей зоны опасных уз­лов, аппаратов и других источников вредностей;

Заменой сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;

Конструктивными, встроенными местными отсосами от оборудования и ап­паратуры;

Автоблокировкой пусковых устройств технологического и санитарно - тех­нического оборудования;

Рекуперацией летучих растворителей и очисткой загрязненного воздуха и газов от аэрозолей и химически вредных веществ, а также очисткой промыш­ленных сточных вод.

ПДК некоторых пылей и аэрозолей в воздухе рабочей зон. (извлечение из ГН 2.2.5.686-98)

От степени освещенности напрямую зависит не только здоровье глаз и работоспособность человека, но еще и его физическое и психоэмоциональное состояние. Причем в помещениях различного назначения требования по освещенности должны различаться. Также, при расчете освещенности разумно учитывать характеристики рабочего процесса, осуществляемого человеком в таком помещении, его периодичность и длительность. Этому вопросу при проектировке и монтаже всевозможных осветительных систем нужно уделить особое внимание.

Существует также деление норм проектирования освещения по отраслям. Ниже представлены некоторые из них:

• Нормы освещения помещений жилых зданий, помещений административных зданий, банковских и страховых учреждений:
• Нормы освещения образовательных учреждений, досугового назначения, детских дошкольных учреждений;
• Нормы освещения предприятий общественного питания, бытового обслуживания населения, магазинов, аптек, витрин; Нормы освещения вокзалов, гостиниц, предприятий;
• Нормы освещения улиц, дорог и площадей, непроезжих частей улиц, дорог, площадей, закрытых автотранспортных тоннелей, автотранспортных тоннелей, имеющих одну стену с открытыми проемами;
• Нормы освещения бульваров и скверов, пешеходных улиц и территорий микрорайонов, территорий парков, стадионов и выставок;
• Нормы наружного архитектурного освещения городских объектов, территорий, прилегающих к общественным зданиям;
• Нормы освещения открытых автостоянок и подъездов к местам заправки и хранения транспорта.

Документальная основа

Расчет нормы освещенности регламентируется несколькими правовыми актами. Самый главный документ - СНиП. Еще имеют место быть СанПиН, МГСН (Московские городские строительные нормы), а также большое количество региональных (для каждого субъекта РФ) и отраслевых документов, актов и пр.

Строительные нормы и правила проектирования освещения это свод нормативных документов в сфере строительства, принятый органами исполнительной власти и содержащий обязательные требования, включающие в себя 4 части:

1. Общие положения.
2. Проектные нормы.
3. Правила осуществления и приемки работ.
4. Сметные правила и нормы.

СанПиН

Санитарные правила и нормы охватывают огромную сферу воздействия. Требования СанПин-а должны учитываться при разработке СНиП, технической и нормативной документации и согласовываться с Госсанэпидслужбой РФ. СанПин распространяются как на действующие производства, так и на проектирование, эксплуатацию строящихся предприятий и зданий. Санитарные нормы и правила предъявляют серьезные требования к обеспечению условий жизнедеятельности человека и устанавливают норму безопасности факторов среды его обитания.

Данные требования должны быть учтены и при разработке СНиП, нормативных и технических актов, а также быть согласованными с ГосСанЭпидНадзором Российской Федерации.

Единицы измерения

Расчет нормы освещенности производится в Люксах (Лк). Лк - это 1 люмен на кв.м. Именно для этого показателя существуют международные и российские стандарты.

Стоит отметить, что разработанные параметры относятся к:

• плоскости столов в случае учебного класса, кабинета и т. д.
• полу, поверхности земли в случае лестничного проема, стадиона, открытой площадки, улицы и т.д.

Нормы освещенности рабочего места

Существуют таблицы с указанием оптимального количества Лк для объектов всех типов. Приведем показатели для основных групп - офисов, производственных объектов, складов, а также жилых зданий.

Нормы освещенности офисных помещений

Нормы освещенности производственных помещений

Расчет показателей осуществляется на основании характеристики зрительной работы.

а - постоянная работа, б - периодическая работа при постоянном пребывании в помещении, в - периодическая работа при периодическом пребывании в помещении, г - общее наблюдение за инженерными коммуникациями.

Нормы освещенности складских помещений

Нормы освещенности жилых помещений

К какому бы типу не относилось помещение, нужно тщательно планировать и продумывать его освещение. От этого напрямую зависит комфорт и здоровье находящихся в нем людей.

Нормируемые показатели для улиц и дорог городских поселений с регулярным транспортным движением с асфальтобетонным покрытием

Нормируемые показатели для улиц и дорог сельских поселений

Освещенность территорий предприятий

Освещение автозаправочных станций и стоянок

Значения средней горизонтальной освещенности для подземных и надземных пешеходных переходов

Классификация и нормируемые показатели для пешеходных пространств

Нормы наружного архитектурного освещения городских объектов

Витринное освещение

Освещения входов в здание

Аварийное освещение эвакуационных путей

Дежурное и охранное освещение

Нормативные показатели освещения основных помещений общественных, жилых, вспомогательных зданий