Утверждаю
Заместитель директора по УР
____________ Е.С. Шохолов
«____»_____________2017 г.
Методические указания
для выполнения лабораторных работ
по дисциплине
«ОХРАНА ТРУДА»
(для дневной и заочной форм обучения)
для специальностей:
09.02.02. «Компьютерные сети»
23.02.05 «Эксплуатация транспортного электрооборудования и автоматики на автомобильном транспорте.»
23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта
23.02.01 Организация перевозок и управление на транспорте (по видам)
Симферополь 2017
Содержание
Лабораторная работа № 1
Определение параметров микроклимата производственных
помещений 3
Лабораторная работа №2
Исследование освещенности рабочих мест 12
Лабораторная работа № 3
Исследование эффективности защитного заземления, зануления и
изоляции проводников. 28
Лабораторная работа № 1
Тема:Определение параметров микроклимата производственных помещений
Цель работы: изучение приборов и методов измерения параметров микроклимата производственных помещений, приобретение практических навыков в оценке микроклимата рабочей зоны.
Основные понятия и определения
Одним из основных условий эффективной производственной деятельности человека является обеспечение нормальных метеорологических условий (микроклимата) в помещениях. Параметры микроклимата оказывают существенное влияние на терморегуляцию организма человека и могут привести к переохлаждению или перегреву тела.
Микроклимат производственных помещений – это климат внутренней среды этих помещений, определяемый действующими на организм человека факторами: сочетанием температуры воздуха, оС; относительной влажности, %; скорости движения воздуха, м/с; интенсивности теплового облучения, Вт/м2; температуры поверхностей ограждающих конструкций (стены, пол, потолок, технологическое оборудование и т.д.), оС.
Под рабочей зоной понимается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.
Причиной ряда заболеваний (озноба, отмораживания, миозита, радикулита и других) является местное и общее охлаждение. Переохлаждение организма ведет к простудным заболеваниям: ангине, катару верхних дыхательных путей, пневмонии. Установлено, что при переохлаждении ног и туловища возникает спазм сосудов слизистых оболочек дыхательного тракта.
Перегревание (гипотермия) возникает при избыточном накоплении тепла в организме, которое возникает при действии повышенных температур. Основными признаками перегревания являются повышение температуры тела до 38оС и более, обильное потоотделение, слабость, головная боль, учащение дыхания и пульса, изменение артериального давления и состава крови (увеличение остаточного азота и молочной кислоты), шум в ушах, искажение цветового восприятия (окраска в красный, зеленый цвета).
Тепловой удар – это быстрое повышение температуры тела до 40оС и выше. В этом случае падает артериальное давление, потоотделение прекращается, человек теряет сознание.
Организм человека обладает свойством терморегуляции – поддержанием температуры тела в определенных границах (36,1…37,2 оС). Терморегуляция обеспечивает равновесие между количеством тепла, непрерывно образующегося в организме человека в процессе обмена веществ, теплопродукцией и излишком тепла, непрерывно выделяемого в окружающую среду, – теплоотдачей, т.е. сохраняет тепловой баланс организма человека. Количество выделившейся теплоты меняется от 85 Вт (в состоянии покоя) до 500 Вт (при тяжелой работе).
Теплопродукция. Тепло вырабатывается всем организмом, но в наибольшей степени в мышцах и печени. В процессе работы в организме происходят различные биохимические процессы, связанные с деятельностью мышечного аппарата и нервной системы. Энергозатраты человека, выполняющего различную работу, могут быть классифицированы на категории.
Разграничение работ по категориям осуществляется на основе интенсивности общих энергозатрат организма: легкие физические работы (категория I–Iа и Iб), средней тяжести физические работы (категория II–IIа и IIб), тяжелые физические работы (категория III).
К категории Iа относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 139 Вт, выполняемые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо- и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и др.).
К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 140…174 Вт, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера и др.).
К категории IIа относятся работы с интенсивностью энергозатрат 175…232 Вт, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и др.).
К категории IIб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 233…290 Вт, связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и др.).
К категории III относятся работы с интенсивностью энергозатрат более 290 Вт, связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных, литейных цехах с ручными процессами и др.).
Теплоотдача. Количество тепла, отдаваемого организмом человека, зависит от температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха. Теплоотдача осуществляется путем радиации, конвекции, испарения пота и дыхания. Для человека, находящегося в состоянии покоя и одетого в обычную комнатную одежду, соотношение составляющих теплоотдачи имеет следующее распределение, %: радиацией – 45, конвекцией – 30, испарением и дыханием – 25.
Основное значение имеет регулирование теплоотдачи, так как она является наиболее изменчивой и управляемой. Комфортные теплоощущения у человека возникают при наличии теплового баланса организма, а также при условии его некоторого нарушения. Это обеспечивается тем, что в организме человека имеется некоторый резерв тепла, который используется им в случае охлаждения. Этот потенциальный запас тепла составляет в среднем 8360 кДж и находится главным образом во внешних слоях тканей организма на глубине 2–3 см от кожи. При известном уменьшении запаса тепла (дефиците тепла) у человека появляются субъективно ощущения «прохладно», которые, если охлаждение продолжается, сменяются ощущениями «холодно», «очень холодно».
Действующими нормативными документами, регламентирующими метеорологические условия производственной среды, являются ГОСТ 12.1.005–88 «ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны» и СанПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений». Этими документами установлены оптимальные и допустимые величины температур, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений с учетом избытков явного тепла, тяжести выполняемой работы и сезонов года.
В соответствии с вышеуказанным стандартом теплым периодом года считается сезон, характеризуемый среднесуточной температурой наружного воздуха +10 оС и выше, холодным периодом года со среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10 оС.
Допустимыми считаются такие параметры микроклимата, которые при длительном воздействии могут вызывать напряжения реакции терморегуляции человека, но к нарушению состояния здоровья не приводят.
Оптимальными являются такие микроклиматические параметры, которые не вызывают напряжения реакций терморегуляции и обеспечивают высокую работоспособность человека. Оптимальные и допустимые параметры для холодного и теплого периода года и категорий работ по уровню энергозатрат приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1.Оптимальные и допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне
производственных помещений (извлечение из ГОСТ 12.1.005–88)
| Период года | Категория работ | Температура, оС | Относительная влажность, % | Скорость движения, м/с | Температура поверхностей, оС | |||||||
| Оптимальная | Допустимая | оптимальная | допустимая на рабочих местах, не более | оптимальная, не более | допустимая на рабочих местах постоянных и непостоянных* | оптимальная | допустимая на рабочих местах, не более | |||||
| Верхняя граница | Нижняя граница | |||||||||||
| На рабочих местах | ||||||||||||
| постоянных | непостоянных | постоянных | непостоянных | |||||||||
| Холодный | Легкая – Iа | 22-24 | 25 | 26 | 21 | 18 | 40-60 | 75 | 0,1 | Не более 0,1 | 21-25 | 19-26 |
| Легкая – Iб | 21-23 | 24 | 25 | 20 | 17 | 40-60 | 75 | 0,1 | Не более 0,2 | 20-24 | 18-25 | |
| Средней тяжести –IIа | 18-20 | 23 | 24 | 17 | 15 | 40-60 | 75 | 0,2 | Не более 0,3 | 18-22 | 16-24 | |
| Средней тяжести – IIб | 17-19 | 21 | 23 | 15 | 13 | 40-60 | 75 | 0,2 | Не более 0,4 | 16-20 | 14-23 | |
| Тяжелая – III | 16-18 | 19 | 20 | 13 | 12 | 40-60 | 75 | 0,3 | Не более 0,5 | 15-19 | 12-22 | |
| Теплый | Легкая – Iа | 23-25 | 28 | 30 | 22 | 20 | 40-60 | 55 (20о С) | 0,1 | 0,1-0,3 | 22-26 | 20-29 |
| Легкая – Iб | 22-24 | 28 | 30 | 21 | 19 | 40-60 | 60 (27 оС) | 0,2 | 0,1-0,3 | 21-25 | 19-29 | |
| Средней тяжести –IIа | 21-23 | 27 | 29 | 18 | 17 | 40-60 | 65 (26 оС) | 0,3 | 0,2-0,4 | 19-23 | 17-28 | |
| Средней тяжести – IIб | 20-22 | 27 | 29 | 16 | 15 | 40-60 | 70 (25 оС) | 0,4 | 18-22 | 15-28 | ||
| Тяжелая – III | 18-20 | 26 | 28 | 15 | 13 | 40-60 | 75 (<24 оС) | 0,4 | 0,2-0,6 | 17-21 | 14-27 | |
*Большая скорость движения воздуха в теплый период года соответствует максимальной температуре воздуха, меньшая – минимальной. Для промежуточных величин температуру воздуха, скорость его движения допускается определять интерполяцией; при минимальной температуре воздуха скорость его движения может приниматься ниже 0,1 м/с – при легкой работе и ниже 0,2 м/с – при работе средней тяжести и тяжелой.
Описание приборов для измерения параметров
метеорологических условий
Температура воздушной среды измеряется с помощью ртутных или спиртовых термометров, а также с помощью термографов, обеспечивающих непрерывную запись температуры на ленте за определенный период времени.
Если в помещении имеются тепловые излучения, то используется парный термометр (рис. 1.1), в котором один из термометров зачернен. При этом значение истинной температуры
,
где Тс и Тч – показания светлого и черного термометров соответственно; КТ – постоянная парного термометра (берется из паспорта прибора).
Температуру воздушной среды можно измерить также с помощью психрометров и термометров.
Влажность воздуха – абсолютная и относительная – определяется с помощью психрометров. Психрометр состоит из сухого и влажного термометров. Резервуар влажного термометра покрыт тканью, которая опущена в мензурку с водой. Испаряясь, вода охлаждает влажный термометр, поэтому его показания всегда ниже показаний сухого. Относительная влажность воздуха определяется по психрометрической таблице, основываясь на показаниях сухого и влажного термометров (табл. 1.2).
Таблица 1.2. Психрометрическая таблица к психрометру с вентилятором для определения относительной влажности воздуха, движущегося в приборе со скоростью 2,5 м/с и выше
| Психрометрическая разность | Влажность, %, при температуре сухого термометра, Со | ||||||||||
| 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| 0,5 | 94 | 95 | 95 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 | 96 |
| 1 | 88 | 89 | 90 | 91 | 91 | 91 | 91 | 92 | 92 | 93 | 93 |
| 1,5 | 82 | 84 | 85 | 86 | 87 | 87 | 87 | 88 | 88 | 88 | 88 |
| 2 | 76 | 78 | 80 | 81 | 81 | 82 | 82 | 83 | 83 | 85 | 86 |
| 2,5 | 71 | 73 | 75 | 77 | 78 | 79 | 79 | 80 | 80 | 91 | 82 |
| 3 | 65 | 68 | 70 | 72 | 73 | 74 | 74 | 76 | 77 | 78 | 79 |
| 3,5 | 60 | 63 | 65 | 67 | 67 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 |
| 4 | 54 | 57 | 60 | 62 | 64 | 66 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 |
| 4,5 | 49 | 52 | 55 | 57 | 59 | 62 | 63 | 65 | 66 | 67 | 68 |
| 5 | 44 | 48 | 51 | 54 | 56 | 58 | 60 | 62 | 64 | 65 | 66 |
| 5,5 | 39 | 43 | 47 | 49 | 51 | 53 | 57 | 58 | 60 | 61 | 63 |
| 6 | 34 | 38 | 42 | 46 | 48 | 51 | 54 | 56 | 58 | 59 | 61 |
| 6,5 | 29 | 33 | 38 | 41 | 44 | 47 | 50 | 52 | 54 | 55 | 57 |
| 7 | 24 | 28 | 34 | 38 | 41 | 44 | 46 | 48 | 51 | 53 | 55 |
| 7,5 | 19 | 24 | 30 | 33 | 36 | 39 | 43 | 45 | 48 | 51 | 53 |
| 8 | 15 | 20 | 25 | 30 | 34 | 36 | 40 | 43 | 45 | 47 | 50 |
| 8,5 | 9 | 15 | 22 | 26 | 30 | 32 | 36 | 39 | 42 | 44 | 46 |
| 9 | - | 11 | 18 | 23 | 27 | 30 | 34 | 37 | 40 | 42 | 44 |
| 9,5 | - | - | 13 | 19 | 23 | 26 | 30 | 33 | 36 | 30 | 41 |
| 10 | - | - | 10 | 16 | 20 | 24 | 28 | 31 | 34 | 37 | 40 |
Психрометры бывают стационарными, типа Августа (рис. 1.2), и переносными, типа Ассмана (рис. 1.3). Психрометр Ассмана является более совершенным и точным прибором по сравнению с психрометром Августа. Принцип его устройства тот же, но термометры заключены в металлическую оправу, шарики термометра находятся в двойных металлических гильзах, а в головке прибора помещается вентилятор с постоянной скоростью 4 м/с. Для непрерывной записи относительной влажности воздуха используется прибор – гигрограф М-21.
| 
| 
|
| Рис. 1.3. Гигрометр | Рис. 1.4. Гигрометр психометрический ВИТ- 1 | Рис. 1.5 Универсальный измерительный прибор модели DT 88-20 |
К рисунку 1.5
1. Кнопка питания
2. Кнопка выбора режима измерения параметров
3. Кнопка выбора шкалы порядка измерений
4. Кнопка
5. Кнопка выбора параметров измерений (Lux- освещенности Temp- температуры %Rн-, влажности, dB- уровень шума)
6. Датчик температуры
7. Микрофон
8. Кремниевый фотодиод с фильтром
9. Футляр датчика фотодиода
10. Датчик влажности
Абсолютная влажность воздуха – это упругость водяных паров в момент исследования, выраженная в Па (мм рт. ст.), или массовое количество водяных паров (в граммах), находящихся в 1 м3.
При работе с психрометром без вентилятора абсолютная влажность
,
где А – абсолютная влажность воздуха; Fвл – максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра (табл. 1.3), г/м; а – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (табл. 1.4); Tсух, Tвл – показания температуры соответственно сухого и влажного термометров, Со; В – барометрическое давление, Па (мм рт. ст.).
Зная абсолютную влажность, можно найти относительную влажность:
,
где j – относительная влажность, %; Fсух – максимальная влажность при температуре сухого термометра, г/м3 (см. табл. 1.2).
При использовании термометра с вентилятором значение абсолютной влажности
,
где 0,5 – постоянный психрометрический коэффициент; 755 – среднее барометрическое давление, Па (мм рт. ст.).
Таблица 1.3 Абсолютная влажность водяных паров при разных температурах
| Температура воздуха, измеренная сухим или влажным термометром, оС | Максимальная влажность при температуре, г/м3 | Температура воздуха, измеренная сухим или влажным термометром, оС | Максимальная влажность при температуре, г/м3 |
| 10 | 9,209 | 21 | 18,650 |
| 11 | 9,844 | 22 | 19,827 |
| 12 | 10,518 | 23 | 21,068 |
| 13 | 11,231 | 24 | 22,377 |
| 14 | 11,987 | 25 | 23,756 |
| 15 | 12,788 | 26 | 25,209 |
| 16 | 13,684 | 27 | 26,739 |
| 17 | 14,530 | 28 | 28,344 |
| 18 | 15,477 | 29 | 30,043 |
| 19 | 16,477 | 30 | 31,842 |
| 20 | 17,735 | 31 | 33,695 |
Таблица 1.4Значение психрометрического коэффициента
| Температура воздуха, измеренная сухим или влажным термометром, оС | Скорость движения воздуха, м/с | Величина |
| 10 | 0,13 | 0,00130 |
| 11 | 0,16 | 0,00120 |
| 12 | 0,20 | 0,00110 |
| 13 | 0,30 | 0,00100 |
| 14 | 0,4 | 0,00090 |
| 15 | 0,8 | 0,00080 |
| 16 | 2,30 | 0,00070 |
| 17 | 3,00 | 0,00069 |
| 18 | 4,00 | 0,00067 |
| 19 | ||
| 20 | ||
| 21 | ||
| 22 | ||
| 23 | ||
| 24 | ||
| 25 | ||
| 26 | ||
| 27 | ||
| 28 | ||
| 29 | ||
| 30 | ||
| 31 |
Таблица 1.5 Плотность насыщенного водяного пара при различных значениях температуры
| t, оС | pп, кПа | ρ, 10-3 кг/м3 | t, оС | pп, кПа | ρ, 10-3 кг/м3 |
| -10 | 0,260 | 2,14 | 16 | 1,813 | 13,6 |
| -5 | 0,401 | 3,24 | 17 | 1,933 | 14,5 |
| -4 | 0,437 | 3,51 | 18 | 2,066 | 15,4 |
| -3 | 0,476 | 3,81 | 19 | 2,199 | 16,3 |
| -2 | 0,517 | 4,13 | 20 | 2,333 | 17,3 |
| -1 | 0,563 | 4,47 | 21 | 2,493 | 18,3 |
| 0 | 0,613 | 4,80 | 22 | 2,639 | 19,4 |
| 1 | 0,653 | 5,20 | 23 | 2,813 | 20,6 |
| 2 | 0,706 | 5,60 | 24 | 2,986 | 21,8 |
| 3 | 0,760 | 6,00 | 25 | 3,173 | 23,0 |
| 4 | 0,813 | 6,40 | 26 | 3,359 | 24,4 |
| 5 | 0,880 | 6,80 | 27 | 3,559 | 25,8 |
| 6 | 0,933 | 7,30 | 28 | 3,786 | 27,2 |
| 7 | 1,000 | 7,80 | 29 | 3,999 | 28,7 |
| 8 | 1,066 | 8,30 | 30 | 4,239 | 30,3 |
| 9 | 1,146 | 8,80 | 40 | 7,371 | 51,2 |
| 10 | 1,226 | 9,40 | 50 | 12,33 | 83,0 |
| 11 | 1,306 | 10,0 | 60 | 19,92 | 130,0 |
| 12 | 1,399 | 10,7 | 80 | 47,33 | 293 |
| 13 | 1,492 | 11,4 | 100 | 101,3 | 598 |
| 14 | 1,599 | 12,1 | 120 | 198,5 | 1123 |
| 15 | 1,706 | 12,8 | 160 200 | 618,0 1554 | 3259 7763 |
Относительная влажность может быть определена также на основании разности показаний сухого и влажного термометров по психрометрической таблице или номограмме.
Скорость движения воздуха измеряется с помощью крыльчатых или чашечных анемометров (рис 1.4). Крыльчатый анемометр применяется для измерения скорости воздуха до 10 м/с, а чашечный – до 30 м/с. Принцип действия анемометров обоих типов основан на том, что частоты вращения крыльчатки тем больше, чем больше скорость движения воздуха. Вращение крыльчатки передается на счетный механизм. Разница в показаниях до и после измерения, деленная на время наблюдения, показывает число делений в 1 с. Специальный тарировочный паспорт, прилагаемый к каждому прибору, позволяет по вычисленной величине делений определить скорость движения воздуха.
| а | б | |
| 
| 
|
| Рис. 1.4. Анемометры: а – крыльчатый; б – чашечный | Рис. 1.5. Кататермометр | |
Скорость движения воздуха в интервале величин от 0,1 до 0,5 м/с можно определить с помощью кататермометра (рис. 1.5). Шаровой кататермометр представляет собой стартовый термометр с двумя резервуарами: шаровым внизу и цилиндрическим вверху. Шкала кататермометра имеет деления от 31 до 41 градуса. Для работы с этим прибором его предварительно нагревают на водяной бане, затем вытирают насухо и помещают в исследуемое место. По величине падения столба спирта в единицу времени на кататермометре при его охлаждении судят о скорости движения воздуха. Для измерения малых скоростей (от 0,03 до 5 м/с) при температуре в производственных помещениях не ниже 10 оС применяется термоанемометр. Это электрический прибор на полупроводниках, принцип его действия основан на измерении величины сопротивления датчика при изменении температуры и скорости движения воздуха.
Порядок выполнения работы
1. Определить температуру и относительную влажность воздуха в помещении с помощью психрометра (рис 1.3). Подготовка прибора к работе заключается в следующем. С помощью пипетки (шприца) залить в отверстие, расположенное в верхней части психрометра, технический эфир и в это же отверстие вставить термометр, затем необходимо накачивать грушу, при этом будет происходить охлаждение термометра и при этом следить когда на рабочей поверхности психрометра появится роса, т.е определяем температуру точки росы.
По таблице 1.5 для определяемой температуры находим плотность насыщенного пара ρабс. (температуре 12оС соответствует ρабс= 10-3 кг/м3). Затем при помощи второго термометра измеряем комнатную температуру и по той же таблице находим ρн плотность насыщенного пара (при температуре 20оС ρабс=17,3*10-3 кг/м3). Затем находим относительную влажность βотн по формуле 
2. Определение относительной влажности при помощи гигрометра психометрического типа ВИТ- 1 (рис 1.4) В гигрометр при помощи пипетки (шприца) залить воду, при этом один из термометров прибора будет влажны. Затем определяем температуру сухого и влажного термометра и по таблице расположенной на приборе находим относительную влажность воздуха по пересечению значений разности показания температур влажного и сухого термометра.
3. Определение влажности при помощи универсального измерительного прибора.
Включить прибор, нажав зеленую кнопку 1. (рис 1.5) Кнопкой 5. Выбрать режим измерения «%», кнопкой 2.
Выбрать режим «max hold» и в течение 3- 4 минут зафиксировать значение относительной влажности.
4. Определить скорость движения воздуха на рабочем месте. Анемометр (рис 14)
установить на расстоянии 50 см от настольного вентилятора и измерить не менее трех раз скорость движения воздуха на трех режимах работы вентилятора. Затем по графику 1 определить среднюю скорость воздушного потока, найти средний результат измерений и занести в таблицу
5. Сравнить результаты измерений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха на
рабочем месте с оптимальными и допустимыми величинами по ГОСТ 12.1.005–88.
Содержание отчета
Отчет о лабораторной работе №
Исполнители:
Краткое описание параметров воздушной среды, определяющих микроклимат рабочей зоны производственных помещений, и приборов для их определения. Найти температуру, относительную влажность и скорость движения воздуха.
Результаты измерений занести в табл. 1.6.
Таблица 1.6.Результаты измерений
| Наименование | Температура воздуха, оС | Относительная влажность, % | Скорость движения воздуха, м/с | ||||||
| Место замера | Категория работы | Характеристика | Период года | Фактически замеренная | Оптимальная по нормам | Фактически замеренная | Оптимальная по нормам | Фактически замеренная | Оптимальная по нормам |
Сравнить результаты измерений с оптимальными и допустимыми по ГОСТ 12.1.005–88. Сделать выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие основные параметры воздушной среды определяют микроклимат рабочей зоны производственных помещений?
2. Какая существует взаимосвязь между самочувствием человека и состоянием микроклимата производственной среды?
3. Какие факторы учитываются при нормировании микроклимата рабочей зоны помещений?
4. Какими нормативными документами регламентированы метеорологические условия производственной среды?
5. Дайте определение оптимальных и допустимых параметров микроклимата.
6. Назовите приборы для измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха.
7. Какой период года считается теплым, холодным и переходным?
8. Какие санитарно-гигиенические мероприятия позволяют создавать и поддерживать микроклимат рабочей зоны в соответствии с требованиями ГОСТов и санитарных норм?
Лабораторная работа №2
Тема: Исследование освещенности рабочих мест
Цель работы: ознакомление с нормированием и расчетом естественного освещения, измерительными приборами и методами определения качества естественного освещения на рабочих местах.
Основные понятия и определения
Одним из основных вопросов безопасности жизнедеятельности является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест. Правильно спроектированное освещение сохраняет зрение работающего, снижает утомляемость, способствует повышению производительности и безопасности труда, качества выпускаемой продукции и снижению травматизма. Неправильно выбранные при проектировании осветительные приборы и аппаратура, а также нарушения правил их технической эксплуатации могут быть причиной пожара, взрыва, аварии на предприятии.
Степень усталости глаз зависит от напряженности процессов, сопровождающих зрительное восприятие предметов. К таким процессам относятся аккомодация, конвергенция и адаптация.
Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к ясному видению предметов, находящихся от него на различном расстоянии, посредством изменения кривизны хрусталика. Чрезмерная усталость мышц, управляющих зрачком, приводит к появлению близорукости или дальнозоркости.
Конвергенция – это способность глаз при рассмотрении близких предметов принимать положение, при котором зрительные лучи пересекаются на фокусируемом предмете. Расстояние, на котором можно четко видеть предмет без напряжения, равно 30–40 см.
Адаптация – это изменение чувствительности глаза в зависимости от воздействия на него раздражителей, например при изменении яркости, или освещенности. Процесс адаптации обусловлен изменением диаметра зрачка, поэтому частая переадаптация приводит к утомлению органов зрения.
Основными величинами, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенность и яркость. Они являются количественными характеристиками освещения.
Световой поток (Ф) – это мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению человеческого глаза. За единицу светового потока принят 1 люмен (лм).
Сила света (J) – это отношение светового потока к телесному углу, внутри которого он равномерно распределен:
,
где Jα – сила света в направлении под углом a; dФ – световой поток, заключенный внутри телесного угла (рис. 1).
Рис. 1. К понятиям телесного угла (а) и яркости (б)
За единицу силы света принята кандела (кд). Одна кандела – это сила света, испускаемого с поверхности 1/600000 м2 полного излучателя (государственный световой эталон) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2 046,65 К и давлении 101325 Па.
Освещенность (Е) – это плотность светового потока на освещаемой поверхности:
.
За единицу освещенности принят люкс (лк), 1 лк равен 1 лм/м2.
Яркость (L) – это поверхностная плотность силы света в заданном углом направлении:
,
где Lα – сила света в заданном углом a направлении, кд/м2; dS – площадь проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению a, отсчитываемому от нормали к излучаемой поверхности;
a – угол между перпендикуляром к этому участку и направлением излучения.
К качественным характеристикам освещения относятся равномерность распределения светового потока, блесткость, контраст объекта с фоном и др. Различают прямую блесткость, возникающую от ярких источников света и светильников, попадающих в поле зрения работающих, и отраженную блесткость – от поверхностей с большим коэффициентом отражения. Блесткость в поле зрения вызывает раздражение органов зрения и снижает чувствительность глаза. Такое изменение нормальных зрительных функций называется слепимостью.
Фон – это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается светлым при коэффициенте отражения поверхности (р) более 0,4, средним – при коэффициенте отражения поверхности от 0,2 до 0,4 и темным – при коэффициенте отражения поверхности менее 0,2.
Контраст объекта с фоном определяется как фотометрически измеряемая разность яркости двух зон. Различают малый, средний и большой контрасты объекта с фоном. Малый контраст (К < 0,2) – фон и объект мало различаются, средний контраст (0,2 < К < 0,5) – фон и объект заметно различаются, большой контраст (К > 0,5) – фон и объект резко различаются.
При нормировании естественного и искусственного освещения принимается во внимание характеристика зрительной работы, которая подразделяется на восемь разрядов (см. прил. 3). При проектировании искусственного освещения учитываются подразделы а, б, в, г, характеризующие контраст объекта с фоном.
Естественное освещение в помещении может осуществляться прямым солнечным светом, рассеянным светом неба, отраженным светом земли, прилегающей растительностью, зданиями и сооружениями. Все указанные виды освещения формируют средние уровни наружного естественного освещения, которые характеризуют световой климат данной местности. Он оценивается коэффициентом светового климата m, который уменьшается по мере перемещения поясов светового климата с севера (I пояс) на юг (V пояс) от 0,8 до 1,2.
За короткое время уровень естественного освещения рабочего места может сильно изменяться, поэтому он нормируется коэффициентом естественной освещенности (КЕО), показывающим, какую часть наружной освещенности ЕН, создаваемой светом полностью открытого небосвода на горизонтальной плоскости, составляет освещенность в данной точке внутри помещения ЕВ:
. (4.1)
Нормы освещенности производственных помещений при естественном освещении даны в прил. 2.
Нормированное значение КЕО для зданий, находящихся в I, II, IV и V поясах светового климата, определяется по формуле
,
где 
– нормированное значение КЕО для III пояса светового климата; т – коэффициент светового климата; с – коэффициент солнечности климата.
Значения и коэффициентов т и с определяются по СНиП 23-05-95.
Производственные помещения могут иметь следующие виды естественного освещения:
а) боковое освещение, которое осуществляется при помощи световых проемов в ограждающих конструкциях здания:
- одностороннее боковое освещение, когда световые проемы располагаются на одной стороне ограждающих конструкций здания;
- двустороннее боковое освещение, когда световые проемы располагаются на двух сторонах ограждающих конструкций здания;
б) верхнее освещение, которое осуществляется при помощи верхних световых проемов в перекрытии, фонарей и через световые проемы в местах перепадов высот смежных зданий;
в) комбинированное освещение, которое представляет собой совокупность верхнего и бокового освещения.
Схемы распределения коэффициентов естественного освещения в зависимости от вида естественного освещения представлены на рис. 2.
Рис. 2. Схемы распределения коэффициентов естественной освещенности (КЕО) по размерам помещений:
а – при одностороннем боковом освещении; б – при двустороннем боковом освещении; в – при верхнем освещении; г – при комбинированном освещении; 1 – уровень рабочей плоскости; 2 – кривая, характеризующая изменения КЕО в плоскости разреза помещения; 3 – уровень среднего значения; М – точка, в которой нормируется минимальное значение КЕО
Существуют два метода определения коэффициента естественной освещенности – расчетный и экспериментальный.
Расчетный метод применяется на стадии проектирования производственных помещений и при выборе расстановки станков, оборудования и т.д. При боковом освещении КЕО определяется по формуле
, (4.2)
где εб – геометрический КЕО в расчетной точке, учитывающий прямой свет неба; q – коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба; εзд – геометрический КЕО в расчетной точке, учитывающий свет, отраженный от противостоящих зданий; R – коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания; r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию; τ0 – общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле
,
где τ1 – коэффициент светопропускания материала; τ2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема; τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях; τ4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах; τ5 – коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке; Кз – коэффициент запаса. Значения коэффициентов, входящих в формулу (4.2), принимают по СНиП 23-05-95.
При экспериментальном методе производятся измерения освещенности в расчетной точке внутри производственного помещения и одновременно наружной освещенности, горизонтальной поверхности, освещаемой всем небосводом. Результаты измерений подставляют в формулу (4.1) и определяют коэффициент естественной освещенности.
Для измерения освещенности применяют люксметры Ю-116, Ю-117, Ю-16. Принцип действия люксметров основан на явлении фотоэлектрического эффекта. При освещении фотоэлемента в замкнутой цепи, состоящей из фотоэлемента и измерителя, возникает ток, который отклоняет стрелку измерителя. Величина тока и, следовательно, отклонение стрелки измерителя пропорциональны освещенности рабочей поверхности фотоэлемента.
Люксметр Ю-16 предназначен для измерения освещенности, создаваемой естественным и искусственным светом, источники которого расположены произвольно относительно светоприемника люксметра. Переносной фотоэлектрический люксметр Ю-16 общепромышленного назначения применяется для контроля освещенности в промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях народного хозяйства, а также для исследований, проводимых в научных, конструкторских и проектных организациях. Люксметр предназначен для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -10 до +350С и относительной влажности до 80% при (20±5)°С.
Технические данные
1. Диапазон измерения и общий номинальный коэффициент ослабления применяемых двух насадок приведены в табл. 1.
Таблица 1Технические характеристики люксметра
| Диапазоны измерений, лк | Условное обозначение одновременно применяемых двух насадок на фотоэлементе | Общий номинальный коэффициент ослабления |
| 0-25 0-100 | Без насадок открытым фотоэлементом | 1 |
| 0-500 | КР | 100 |
Примечание. КР – условные обозначения совместно применяемой насадки для создания общего номинального коэффициента ослабления 100 соответственно.
2. Пределы допускаемой погрешности люксметра в основном диапазоне измерений 0-25 (без насадок) соответствуют i = 10 % от значения измеряемой освещенности.
3. Увеличение допускаемой погрешности при переходе с основного диапазона на неосновные диапазоны посредством установления соответствующих насадок не превышает 5 % от значения измеряемой освещенности.
4. Время успокоения подвижной части измерителя люксметра не превышает 4 с.
5. Допускаемые изменения показаний люксметра, вызванные отклонением температуры окружающего воздуха от 20°C до любой температуры в диапазоне от -10°С до + 35°С, не превышают i=1% от измеряемой величины на каждый 1°С.
Принципиальная электрическая схема люксметра приведена на рис. 4.3. На передней панели измерителя имеются кнопки переключателя и табличка со схемой, связывающей действия кнопок и используемых насадок с диапазоном измерений, приведенных в табл. 4.1. Селеновый фотоэлемент находится в пластмассовом корпусе и присоединяется к измерителю шнуром с розеткой, обеспечивающей правильную полярность соединения. Длина шнура – 1,5 м. Светочувствительная поверхность фотоэлемента составляет 30 см2.
Рис. 3. Электрическая схема люксметра Ю-16:
R1-R4 – резисторы; x1 – розетка; x2 – вилка; В – фотоэлемент Ф 55С; S – переключатель модульный; Р – прибор М 2027-5
Рис. 4. Универсальный измерительный прибор модели DT 88-20
К рисунку 1.5
11. Кнопка питания
12. Кнопка выбора режима измерения параметров
13. Кнопка выбора шкалы порядка измерений
14. Кнопка
15. Кнопка выбора параметров измерений (Lux- освещенности Temp- температуры %Rн-, влажности, dB- уровень шума)
16. Датчик температуры
17. Микрофон
18. Кремниевый фотодиод с фильтром
19. Футляр датчика фотодиода
20. Датчик влажности
ХОД РАБОТЫ
Задание. Определить коэффициент естественной освещенности по экспериментальным данным.
1. Ознакомиться с устройством люксметра. Подключить фотоэлемент люксметра к измерителю, соблюдая полярность.
Для подготовки к измерению установите измеритель люксметра в горизонтальное положение. Проверьте, находится ли стрелка прибора на нулевом делении шкалы, для чего фотоэлемент отсоедините от измерителя люксметра.
В случае необходимости с помощью корректора установите стрелку прибора на нулевое деление шкалы. Порядок отсчета значения измеряемой освещенности следующий:
Для получения правильных показаний люксметра оберегайте селеновый фотоэлемент от излишней освещенности, не соответствующей выбранным насадкам. Поэтому если величина измеряемой освещенности неизвестна, начинайте измерения с установки на фотоэлемент насадок КТ.
2. Произвести измерения освещенности на 3–5 рабочих местах в помещении лаборатории, находящихся на разных расстояниях от окна. При измерениях фотоэлемент держать параллельно полу на уровне рабочей поверхности.
3. Замерить наружную освещенность горизонтальной плоскости, освещаемой всей небесной полусферой.
4. По формуле (4.1) найти значение КЕО для каждого рабочего места.
5. Результаты измерения и расчетов занести в таблицу.
6. В зависимости от величины КЕО по СНиП 23-05-95 определить вид и разряд зрительной работы, которую можно выполнять на рабочем месте (см. прил. 1, 2).
7. Произвести аналогичные измерения, используя универсальный измерительный прибор DT 88- 20. Для этого открыть футляр датчика фотодиода. Датчик поместить на поверхность рабочего места. Кнопкой 1 включить прибор. Кнопку 5 установить в положение «Lux». Кнопкой 2 зафиксировать режим «max hold» и произвести измерения
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Заполнить таблицу по указанной форме (табл. 3).
Таблица 3. Результаты проведенных измерений освещенности
| Рабочее место | Ен, лк | Ев, лк | КЕО, % | Разряд зрительной работы | Вид работы | Вывод |
| 1 | ||||||
| 2 | ||||||
| 3 | ||||||
| 4 | ||||||
| 5 |
3. Анализ результатов и выводы.
Контрольные вопросы
1. Какие процессы сопровождают зрительное восприятие предметов?
2. Назовите количественные и качественные характеристики освещения.
3. Какие виды естественного освещения могут быть в производственных помещениях?
4. Что представляет собой коэффициент естественной освещенности и его нормированное значение?
5. Как устроен люксметр Ю-16?
6. Каково назначение насадок люксметра Ю-16?
Приложение 1.Нормы освещенности производственных помещений при естественном и
совмещенном освещении (СНиП 23-05-95)
| Разряд зрительной работы | Естественное освещение КЕО,% | Совмещенное освещение КЕО,% | ||||
| При верхнем или боковом освещении | При боковом освещении | При верхнем или боковом освещении | При боковом освещении | |||
| В зоне с устойчивым снежным покровом | На остальной территории России | В зоне с устойчивым снежным покровом | На остальной территории России | |||
| I | 10 | 2,8 | 3,5 | 6 | 1,7 | 2 |
| II | 7 | 2 | 2,5 | 4,2 | 1,2 | 1,5 |
| III | 5 | 1,6 | 2 | 3 | 1 | 1,2 |
| IV | 4 | 1,2 | 1,5 | 2,4 | 0,7 | 0,9 |
| V | 3 | 0,8 | 1 | 1,8 | 0,5 | 0,6 |
| VI | 2 | 0,4 | 0,5 | 1,2 | 0,3 | 0,3 |
| VII | 3 | 0,8 | 1 | 1,8 | 0,5 | 0,6 |
| VIII А | 1 | 0,2 | 0,3 | 0,7 | 0,2 | 0,2 |
| Б | 0,7 | 0,2 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | 0,2 |
| В | 0,5 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0,1 |
Приложение 2.Нормы освещенности производственных помещений (СНиП 23-05-95)
| Характеристика зрительной работы | Наименьший размер объекта различения, мм | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта различения с фоном | Характеристика фона | Характер фона | Искусственное освещение | |
| Освещенность, лк | |||||||
| При комбинированном освещении | При общем освещении | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Наивысшей точности | Менее 0,15 | I | а | Малый | Темный | 5000 4500 | – – |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 4000 3500 | 1250 1000 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2500 2500 | 750 600 | |||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1500 1250 | 400 300 | |||
| Очень высокой точности | От 0,15 до 0,3 | II | а | Малый | Темный | 4000 3500 | – – |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 3000 2500 | 750 600 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2000 1500 | 500 400 | |||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1000 750 | 300 200 | |||
| Высокой точности | Св. 0,3 до 0,5 | III | а | Малый | Темный | 2000 1500 | 500 400 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 1000 750 | 300 200 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 750 600 | 300 200 | |||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 400 | 200 | |||
| Средней точности | Св. 0,5 до 1 | IV | а | Малый | Темный | 750 | 300 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 500 | 200 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 400 | 200 | |||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | – | 200 | |||
Окончание прил. 2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |||||||
| Малой точности | Св. 1 до 5 | V | а | Малый | Темный | 400 | 300 | |||||||
| б | Малый Средний | Средний Темный | – | 200 | ||||||||||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | – | 200 | ||||||||||
| г | Средний Большой « | Светлый « Средний | – | 200 | ||||||||||
| Грубая (очень малой точности) | Более 5 | VI | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | – | 200 | |||||||||
| Работа со светящимися материалами, изделиями в горячих цехах | Более 0,5 | VII | То же | – | 200 | |||||||||
| Общее наблюдение за ходом производственного процесса: | – | VIII |
| |||||||||||
| постоянное | а | « | – | 200 | ||||||||||
| периодическое при постоянном пребывании людей в помещении | б | « | – | 75 | ||||||||||
| периодическое при периодическом пребывании | в | « | – | 50 | ||||||||||
| общее наблюдение за инженерными коммуникациями | г | «
Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 253 | Нарушение авторских прав Поиск на сайте: Лучшие изречения:  | 2174 -  |
||||||||||||
Ген: 0.062 с.