· недостаточность освещенности;
· чрезмерная освещенность;
· неправильное направление света.
Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.
Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы в цехе происходит в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.
Целью расчета является выбор количества светильников, определение мощности источников света, расположение их в помещение цеха, а также расчет осветительной сети.
Исходными данными являются: назначение цеха (электромеханический цех) и его размеры:
А = 48 м - длина;
В = 30 м - ширина;
Н = 9 м - высота.
hр – пол
В качестве источников света выбираем дуговую ртутную лампу высокого давления для общего освещения типа ДРЛ, так как 1) высота помещения превышает 6м; 2) ДРЛ удобна в эксплуатации: Рассчитаны на большие сроки службы, имеют большой световой поток, высокую световую отдачу и незначительные размеры, выпускаются на большие мощности; 3) работа ДРЛ не зависит от температуры окружающей среды.
Норма освещенности для данного производственного помещения: Еmin=200 Лк.
Для производственного помещения выбираем рабочее равномерное общее освещение, а также аварийное освещение.
В качестве светильника выбираем светильник типа РСП 13 со степенью защиты 53 , классом светораспределения - П, КСС в нижнюю полусферу глубокий Г1 (0,8-1,2).
Расстояние от светильника до рабочей поверхности, м:
Нр = Н - (hс - hр)
где Н = 9 м- высота помещения;
hс = 0,7 м - высота свеса;
hр = 0 м - высота рабочей поверхности (пол).
Нр = 9 - (0,7 + 0) = 8,3 м.
Расстояние между светильниками для КСС Г1:
L = (0,8 - 1,2) ∙ Нр = 0,8 * 8,3 = 6,64 м.
Расстояние от края светильника до стен:
l = 0,5 ∙ L = 0,5*6,64 = 3,32 м.
Количество светильников в ряду:
Количество рядов:
nв = = = 4 шт.
Общее количество светильников:
nc = nв *nа = 7*4 = 32 шт.
Расстояние между светильниками в одном ряду:
LА= = = 6,89 м.
Расстояние между рядами:
LВ= = = 7,78 м
Определяем показатель помещения
i = = = 2,78
По справочнику с учётом коэффициентов отражения и показателя помещения находим коэффициент использования светового потока:
rпот=0,5; rст=0,3; rп=0,1:
u = 73%
Рассчитаем световой поток одой лампы в Лм, если коэффициент минимальной освещённости z = Еср / Еmin = 1,2:
Фл =
где Kз = 2 - коэффициент запаса;
Еmin – нормированная освещённость, лк.
Фл.р. = = 29589 лм.
По найденному значению Фл подбираем лампу, поток которой должен отличаться не более, чем на (-10 – +20)%.
Принимаем лампу ДРЛ 700(6) - 3 имеющую следующие технические данные:
номинальная мощность лампы Рн = 700 Вт; световой поток Фл = 40,6 клм.
Общая мощность световой установки:
Руст = Рл *nсв = 700*32 = 22400 Вт.
Составим схему расположения светильников рабочего освещения в цехе (рисунок 2)
Рисунок 2 - План расположения светильников в цехе.
Для аварийного освещения выбираем лампы типа ЛН (лампы накаливания).
Норма освещенности аварийного освещения сос -тавляет не менее 5% от нормы рабочего освещения, то есть:
Е = Еmin*0,05 = 200*0,05 = 10 лк
Выбираю светильник типа НСП 20, источник света которого должен иметь мощность 500 Вт, для создания кривой силы света Д3, класс светораспределения светльника - П, степень защиты IP52.
По заданной мощности лампы светильника НСП 20, Рл=500Вт, выберем ЛН типа Г125-135-500 с номинальным световым потоком, Фл=9200 лм.
Определим количество ламп для аварийного освещения преобразовав формулу (11.15):
nс = = = 6 шт.
Выбираем светильники типа НСП.
Рассчитаем осветительную сеть рабочего освещения, схема которой приведена на рисунке 3 Линии освещения питают светильники с лампами накаливания, коэффициент мощности которых cosj =1:
Рисунок 3 - Схема осветительной сети аварийного освещения.
Выберем осветительные щиты. При выборе осветительного щитка необходимо чтобы выполнялось условие:
Iном.щ ³ I
где Iном.щ- номинальный ток осветительного щитка, А;
I-расчетный ток питающей линии, А.
Для рабочего освещения выберем щит серии ЯОУ -8503, так как выполняется условие
Iном.щ = 63 А ³ 50 А = I1-2
Для аварийного освещения выберем осветительный щиток серии ЯОУ - 8504, так как выполняется условие
Iном.щ = 63 А ³ 28 А = I1-2
Таблица 2 - Технические данные осветительных щитков серий ЯОУ - 8503 и ЯОУ - 8504 на напряжение 380/220В.
Тип
Автоматический выключатель
Тип
Номинальный ток, А
Количество
1
2
3
4
ЯОУ - 8503
АЕ - 2044 - 10
63
6
ЯОУ - 8504
АЕ - 2046 - 10
63
2
III. Расчет вентиляционной установки для цеха.
Вентиляционные установки - устройства, обеспечивающие в помещении такое состояние воздушной среды, при котором человек чувствует себя нормально и микроклимат помещений не оказывает неблагоприятного действия на его здоровье.
Для обеспечения требуемого по санитарным нормам качества воздушной среды необходима постоянная смена воздуха в помещении; вместо удаляемого вводится свежий, после соответствующей обработки, воздух. В данном подразделе будет произведен расчет общеобменной вентиляции от избытков тепла. Общеобменная вентиляция - система, в которой воздухообмен, найденный из условий борьбы с вредностью, осуществляется путем подачи и вытяжки воздуха из всего помещения.
Системы отопления и системы кондиционирования следует устанавливать так, чтобы ни теплый, ни холодный воздух не направлялся на людей. На производстве рекомендуется создавать динамический климат с определенными перепадами показателей. Температура воздуха у поверхности пола и на уровне головы не должна отличаться более, чем на 5 градусов. В производственных помещениях помимо естественной вентиляции предусматривают приточно-вытяжную вентиляцию. Основным параметром, определяющим характеристики вентиляционной системы, является кратность обмена, т.е. сколько раз в час сменится воздух в цехе.
Количество вентиляционного воздуха определяется по формуле
Vвент - объем воздуха, необходимый для обмена;
Vпом - объем рабочего помещения.
Для расчета примем следующие размеры рабочего помещения:
длина В = 30 м;
ширина А = 48 м;
высота Н = 9 м.
Соответственно объем помещения равен:
Vпомещ = А*В*H = 12960 м3
Необходимый для обмена объем воздуха Vвент определим исходя из уравнения теплового баланса:
Vвент * С( tуход - tприход ) * Y = 3600 * Qизбыт
Qизбыт - избыточная теплота (Вт);
С = 1000 - удельная теплопроводность воздуха (Дж/кгК);
Y = 1.2 - плотность воздуха (мг/см).
Температура уходящего воздуха определяется по формуле:
tуход = tр.м. + (Н - 2 )t , где
t = 2°С - превышение t на 1м высоты помещения;
tр.м. = 22°С - температура на рабочем месте;
Н = 9 м - высота помещения;
tприход = 18 градусов.
tуход = 22 + (9 - 2)*2 = 36
Qизбыт = Qизб.1 + Qизб.2 + Qизб.3 , где
Qизб. - избыток тепла от электрооборудования и освещения.
Qизб.1 = Е * р , где
Е - коэффициент потерь электроэнергии на теплоотвод ( Е=0.55 для освещения);
р - мощность, р = 700 Вт * 32 = 22400 Вт.
Qизб.1 = 0.55 * 22400=12320 Вт
Qизб.2 - теплопоступление от солнечной радиации,
Qизб.2 =m * S * k * Qc , где
m - число окон, примем m = 20;
S - площадь окна, S = 1,8 * 2 = 3.6 м2;
k - коэффициент, учитывающий остекление. Для двойного остекления
k = 0.6;
Qc = 127 Вт/м - теплопоступление от окон.
Qизб.2 = 3.6 * 20 * 0.6 * 127 = 5486 Вт
Qизб.3 - тепловыделения людей
Qизб.3 = n * q , где
q = 15 Вт/чел. , n - число людей в смене, например, n = 40
Qизб.3 = 40 * 80 = 3200 Вт
Qизбыт = 12320 + 5486 + 3200 = 21006 Вт
Из уравнения теплового баланса следует:
Vвент м3
Оптимальным вариантом является кондиционирование воздуха, т.е. автоматическое поддержание его состояния в помещении в соответствии с определенными требованиями (заданная температура, влажность, подвижность воздуха) независимо от изменения состояния наружного воздуха и условий в самом помещении.
Определяем необходимую кратность воздухообмена:
где Vпом = n * Sчел * Н , (11.15)
n=40 - число людей в помещении;
Sчел - площадь производственного помещения, приходящаяся на 1 человека (по нормам для работы в цехе Sчел=6 м) ;
Н =4 м - высота помещения.
Кратность воздухообмена:
Произведем подбор вентилятора по аэродинамическим характеристикам и специальным номограммам
Исходными данными для выбора вентилятора являются:
- расчетная производительность вентилятора:
Vрасч = 1.1 * Vвент = 1.1*3858 = 4244 м /ч, (11.16)
где 1.1 - коэффициент, учитывающий утечки и подсосы воздуха.
- напор (полное давление), обеспечиваемый вентилятором:
Hв = 10*v/2 * Y , (11.17)
где Y=1.3 кг/м - плотность воздуха,
v - окружная скорость вентилятора; ограничивается предельно допустимым уровнем шума в помещении.
