Принципи охорони праці

  • Вид работы:
    Методичка
  • Предмет:
    Безопасность жизнедеятельности
  • Язык:
    Украинский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    118,92 Кб
  • Опубликовано:
    2015-05-13
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Принципи охорони праці

Вступ

„Охорона праці в галузі” (ОПГ) - це нормативна дисципліна, яка вивчається з метою формування у майбутніх фахівців необхідного рівня знань з питань охорони праці в галузі.

Дані методичні вказівки розглядають питання практичного розділу курсу ОПГ.

У методичних вказівках розглядаються теоретичні й практичні питання з дослідження умов праці на робочих місцях у виробничих приміщеннях.

Методичні вказівки складаються з шести практичних робіт:

.        Розрахунок систем кондиціювання повітря;

.        Розрахунок систем опалення промислових та службових приміщень;

3.      Розрахунок звукоізоляції виробничих приміщень;

.        Розрахунок штучного освітлення;

.        Розрахунок природного освітлення робочих місць.

6.      Загальнообов’язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності

Практичні роботи оцінюються згідно з робочою програмою. При виконанніф практичної роботи студент повинен ознайомитися з основними положеннями та коротко їх законспектувати, провести розрахунки, зробити висновки та захистити звіт у викладача.

опалення промисловий нещасний освітлення

Практична робота 1

Розрахунок систем кондиціювання повітря

1. Санітарно-гігієнічні та технологічні основи кондиціювання повітря

Кондиціювання повітря - це створення і автоматичне підтримування в закритих приміщеннях і спорудах постійних або змінюючихся за певною програмою наступних якостей (кондицій) повітряного середовища: температури, вологості, тиску, чистоти, газового та іонного складу, наявності запахів та швидкості руху повітря, сприятливих для людини.

В залежності від вимог кондиціювання повітря поділяється на повне, коли забезпечується сталість температури та вологості повітря, і часткове, коли забезпечується сталість тільки одного параметра. Взагалі у промислових та загальних спорудах необхідно підтримувати лише частку згаданих кондицій.

Комплекс технічних засобів, які здійснюють необхідну обробку повітря (фільтрацію, підігрів, охолодження, осушування та зволоження, транспортування його та розподілення в обслуговуючих приміщеннях, пристрої для заглушування шуму, викликаного роботою обладнання, джерела тепло- і холодопостачання, засоби автоматичного регулювання контролю і управління, а також допоміжне обладнання) складають систему кондиціювання повітря (СКП).

Пристрої, в яких здійснюється необхідна теплозволожуюча обробка повітря та його очистка, називається кондиціонерами. Вони забезпечують в приміщеннях необхідний мікроклімат для створення умов комфорту і нормального протікання технологічного процесу. Кондиціонери бувають автономні і неавтономні.

Автономні кондиціонери характеризуються наявністю джерел тепла і холоду. Взагалі це електрокалорифери і холодильні машини. Зовні повинні бути підведені - електроенергія для привода компресора, вентилятора та роботи електрокалорифера, а також вода в конденсатор холодильної машини.

Неавтономні кондиціонери вимагають для роботи подання зовні: електроенергії (привод насосів і вентилятора), теплоносія (нагрів і охолодження обробляємого повітря).

Системи кондиціювання повітря, призначені для створення повітряного середовища, найбільш сприятливі для праці та відпочинку людини, носять назву комфортних. Організм людини в процесі життєдіяльності виділяє тепло, вологу, вуглекислоту, шкідливі органічні речовини. Всі ці виділення можуть бути видалені з приміщення разом з забрудненим повітрям.

Санітарно-гігієнічні вимоги до комфортного кондиціювання полягають в підтримуванні заданих температури, відносної вологості, чистоти та швидкості руху повітря, різниці між температурами повітря в приміщенні і припливного повітря, рівня шуму в приміщеннях, створюємого роботою обладнання СКП.

Технологічні системи кондиціювання забезпечують створення повітряного середовища, яке сприяє протіканню технологічного процесу. У виробничих приміщеннях, де люди працюють тривалий час, технологічне кондиціювання повітря здійснюється з урахуванням санітарно-технічних вимог.

2. Класифікація систем кондиціювання повітря (СКП)

За ознаками СКП поділяються так:

1) за призначенням - на комфортні та технологічні, а також технологічно-комфортні в приміщеннях з тривалим перебуванням обслуговуючого персоналу;

) за режимом роботи - на цілорічні, які підтримують нормативні параметри повітря на протязі усього року, та сезонні, які здійснюють для холодного періоду нагрів та зволоження повітря, а для теплого періоду - охолодження та осушування повітря;

) за характером зв'язку з приміщенням, яке обслуговується - на центральні та місцеві. В центральних СКП кондиціонери розміщують поза обслуговуємими об'єктами. Системи призначені для створення. Мікроклімату в одному великому або кількох невеликих приміщеннях. В місцевих системах кондиціонери розташовані і створюють необхідні умови повітряного середовища в невеликих приміщеннях. Можливе розміщення місцевих кондиціонерів на робочих місцях виробничих цехін, що забезпечує створення необхідного мікроклімату тільки в частині об'єму приміщення (в зонах обслуговування);

4) за схемою обробки повітря - на прямоточні, які характеризуються обробкою в кондиціонерах лише зовнішнього повітря, і рециркуляційні, які характеризуються обробкою в кондиціонерах суміші зовнішнього та рециркуляційного повітря;

) за тиском ДР, що досягає вентилятор - на системи низького (ДР< 1,0 КПа), середнього (1,0 ≤ ДР ≤ 3,0 КПА) та високого тиску (ДР > 3,0 КПА);

) за продуктивністю - від 10 до 250 тис.м3/год. (центральні) та від 0,5 до 18 тис.м3/год. (місцеві);

) за способом обслуговування приміщення з різними параметрами повітря і тепловологісними режимами - на однозональні та багатозональні. В багатозональних СКП подача повітря до приміщення здійснюється за однотрубною або двохтрубною схемами з використанням місцевих змішувачів;

) за ступенем забезпечення необхідних параметрів повітря в приміщенні, що обслуговується протягом усього року. Розрахункові параметри зовнішнього повітря для СКП вибираються в залежності від кліматичних умов місцевості та функціонального призначення приміщення, в якому необхідно застосовувати кондиціювання повітря.

3. Вибір необхідних параметрів для розрахунку систем кондиціювання

Як було зазначено вище, системи кондиціювання повітря (СКП) бувають комфортними і технологічними.

В СКП комфортного призначення повинні бути забезпечені оптимальні умови самопочуття людей, які перебувають у приміщенні, тобто необхідний тепловий обмін людини з оточуючим середовищем. Для цього вибираються відповідні параметри повітря (температура та відносна вологість), а також швидкість його руху всередині приміщення.

В системах кондиціювання повітря технологічного призначення параметри повітря всередині приміщення вибираються при умові забезпечення нормального протікання виробничих процесів або зберігання готової продукції та сировини.

Для розрахунку СКП визначаються такі чинники:

джерела тепла в приміщенні;

- визначення надлишків тепла, яке надходить до приміщення через різні елементи будівлі.

Всі джерела поділяються на дві групи.

До першої відносяться:

тепло від людей;

тепло від електричного та технологічного обладнання;

тепло від освітлення.

До другої групи відноситься тепло, яке надходить через:

зовнішні стіни;

покрівлю;

стіни, підлогу, стелю сусідніх приміщень;

двері;

- вікна.

Для розрахунку СКП складають рівняння теплового балансу з урахуванням усіх видів джерел надходжень тепла до приміщення. Після визначення загальної кількості надлишків тепла розраховують повітрообмін, виграти повітря та вибирають конструктивні елементи системи кондиціювання.

4. Розрахунок системи кондиціювання повітря для приміщення лабораторії

Лабораторія за характером виконуємих робіт відноситься до І категорії.

Оптимальні умови повітряного середовища для нормально одягнених людей при тривалому їх перебуванні (більше 3 чоловік) у приміщенні по СН 245-71 та СНіП 11-33-75 наступні:

         в теплий період року температура повітря 22-25°С,

-        відносна вологість 40-60%,

-        швидкість руху повітря не більше 0,2 м/с.

Вихідні дані наведено в таблиці 1.1.

 

Таблиця 1.1 - Вихідні дані

Варіант №

Кількість працюючих, чол.

Кількість світиль-ників, шт.

зОС

Потужність одного світильника, кВт

Сумарна потужність електро-приладів, кВт

Робоча темпера-тура, °С

1

28

50

0,55

0,04

9,6

22

2

22

55

0,58

0,04

9,7

21

3

25

60

0,45

0,04

9,3

22

4

26

65

0,59

0,04

9,4

21

5

24

60

0,51

0,02

9,9

20

6

20

55

0,50

0,04

9,6

22

7

18

50

0,49

0,04

9,2

23

8

21

40

0,52

0,08

9,3

21

9

23

40

0,52

0,04

8,9

21

10

22

60

0,62

0,02

9,4

22

11

26

45

0,55

0,04

9,2

22

12

22

50

0,51

0,04

9,3

21

13

25

55

0,50

0,04

8,9

22

14

18

60

0,49

0,02

9,4

20

15

24

40

0,58

0,02

9,6

20

16

20

45

0,42

0,04

9,7

22

17

25

55

0,59

0,04

9,3

23

18

21

60

0,52

0,08

9,9

22

19

23

50

0,52

0,04

9,6

21

20

22

55

0,62

0,02

9,4

22

Приклад розрахунку

При роботі у приміщенні спостерігаються наступні виділення тепла:

)        Виділення тепла за рахунок освітлення:

, кВт                                (1.1)

де nСВ - кількість світильників (60 шт.);

РСВ - потужність одного світильника (0,04 кВт);

зОС - для люмінесцентних ламп (зОС = 0,55).

ТодіОС = 60·0,04·0,55 = 1,32 кВт,

)        Виділення тепла від електричних приладів:

, кВт                                              (1.2)

де NПР - сумарна потужність електричних приладів (NПР = 9,7 кВт);

зПР - для електричних приладів (зПР = 0,24).

ТодіПР = 9,7·0,24 = 2,328 кВт,

)        Виділення тепла від людей, які перебувають у приміщенні:

, кВт                                  (1,3)

де n - кількість людей (n = 28).

ТодіЛ = 0,2·28 = 5,6 кВт,

4)      Надходження тепла через зовнішнє огородження в теплий період року за рахунок сонячної радіації через вікна:

, кВт                             (1.4)

де F0 - поверхня скла (F0 =20 м2);

г0 - кількість тепла від сонячної радіації в залежності від сторін світу (г0= 210 Вт/м2);

А0 - коефіцієнт для вікон з подвійним склом (А0 = 1,15).

ТодіЗО = 20·210·1,15·10-3 = 4,83, кВт

5)      Розраховуємо тепловий баланс для теплого періоду року без урахування втрат:

, кВт.

6)      Визначаємо повітрообмін по боротьбі з надлишками тепла:

, кг/с                                 (1.5)

де ДQНТ = ДQT

с - теплоємність повітря (с =1,0 кДж/кг·К);

Дt - змінення температури в робочій зоні (Дt =3 °С).

Тоді

, кг/с

7)      Визначаємо повітрообмін по боротьбі з виділеннями вологи людей:

, кг/с                              (1.6)

де g - кількість вологи, яка виділяється людиною (g = 0,075 г/год. = 0,0208 кг/с);- кількість людей (n = 28 чоловік).

Тоді

, кг/с

8)      Визначаємо повітрообмін з урахуванням вологості повітря, яке надходить до приміщення і видаляється з нього:

,                                               (1.7)

де dв, dн - вологість повітря, яке надходить до приміщення і видаляється з нього dв - dн = 0,1.

Тоді

, кг/с

Розрахунок кондиційованого повітря ведемо по найбільшому значенню повітрообміну G =5,83 кг/с.

9)      Витрати повітря на вентиляцію складатимуть:

, м3/с                              (1.8)

де с - щільність повітря (с = 1,2 кг/м3).

Тоді

, м3

По цим витратам повітря вибираємо повітропровід та втрати тиску в ньому (ДР=200 Па).

Для підбору електродвигуна до вентилятора розраховуємо спочатку необхідну потужність на валу вентилятора:

, кВт                               (1.9)

де з - ККД. вентилятора (з = 0,9);- робоча температура (t = 22 °С).

Тоді

, кВт

Тепер розраховуємо необхідну потужність електродвигуна вентилятора:

, кВт                                           (1.10)

де R - коефіцієнт запасу (R = 1,15);

зB - ККД з урахуванням втрат (зB = 0,9),

Тоді:

, кВт

Нашим потребам задовольняє центробіжний вентилятор типу ВЦ 4-70 № 5 (табл.1.2)

Таблиця 1.2 - Технічні характеристики деяких вентиляторів

Тип вентилятора

Потужність двигуна, кВт

Оберти двигуна, об/хв

Продуктивність вентилятора, тис. м3/год.

Повний тиск, Па

ВЦ 4-70-2,5

0,12

1500

0,45-0,85

170-110


0,25

1500

0,4-0,9

177-128


0,37

3000

0,85-1,65

490-300


0,55

3000

0,85-1,75

720-450


0,75

3000

0,85-1,7

800-540

ВЦ 4-70-3,15

0,12

1500

0,76-1,15

185-175


0,18

1500

0,76-1,82

185-110


0,25

1500

0,85-1,84

280-170


0,37

1500

0,9-1,95

370-230


1,1

3000

1,65-3,80

830-480


1,5

3000

1,8-4,0

1200-680


2,2

3000

1,7-4,0

1350-880

ВЦ 4-70-4

0,18

1000

1,4-2,6

175-199


0,25

1000

1,4-2,7

210-120


0,37

1000

1,3-2,7

270-180


0,55

1500

2,3-4,0

480-314


0,75

1500

2,2-4,1

500-300

ВЦ 4-70-4

1500

2,0-4,2

560-330


4

3000

2,8-7,5

2060-1275


5,5

3000

4,3-8,3

2200-1250


7,5

3000

4,3-8,8

2850-1800

ВЦ 4-70-5

0,55

1000

2,75-4,1

340-315


0,75

1000

2,75-5,6

340-215


1,1

1000

3,0-5,7

460-315


1,5

1500

4,5-5,3

700-680


2,2

1500

4,3-5,6

810-500


3

1500

4,2-8,5

810-620

ВЦ 4-70-6,3

1,1

1000

4,7-7,3

380-350


1,5

1000

5,8-8,6

470-430


2,2

1000

5,6-11,3

560-350


3

1000

6,2-11,5

750-530


4

1500

7,2-12,3

885-780


5,5

1500

8,6-12,0

1320-1250


7,5

1500

8,6-17,5

1320-800


11

1500

9,5-17,8

1750-1200



Практична робота 2

Розрахунок систем опалення промислових та службових приміщень

1. Теплове навантаження систем опалення

Опалювальні установки вирішують тільки одну із задач по створенню штучного клімату в приміщеннях. Вони служать для підтримування в холодний період року заданої температури повітря.

Система опалення представляє собою комплекс елементів, необхідних для обігріву приміщення. Основними елементами є джерело тепла, теплопроводи (трубопроводи), нагрівальні прилади. Передача тепла здійснюється за допомогою теплоносіїв - нагрітої води, пару або повітря.

При визначенні теплового навантаження систем опалення ураховуються особливості теплового режиму приміщень:

з постійним тепловим режимом;

з змінним тепловим режимом.

Вимоги до систем опалення:

)        санітарно-гігієнічні - для підтримання у приміщенні заданої рівномірної температури;

)        економічні - для забезпечення мінімуму приведених затрат на спорудження та експлуатацію;

)        будівельні - для відповідності архітектурному рішенню приміщення;

)        монтажні - для уніфікації вузлів системи;

)        експлуатаційні - для надійності, довговічності, безвідмовності, простоти регулювання та ремонту.

2. Класифікація систем опалення, та характеристики теплоносіїв

Існують місцеві та центральні системи опалення. До місцевих систем відносяться ті, у яких всі елементи об'єднані в одному пристрої і система призначена для обігріву одного приміщення (пічне, газове, електричне опалення). Центральні системи обігрівають ряд приміщень з одного центру (котельні, ТЕЦ).

За способом переміщення теплоносія центральні системи опалення поділяються на системи з:

природною циркуляцією;

механічним спонуканням.

По виду теплоносія системи опалення поділяються на системи:

водяного опалення;

газового опалення;

парового опалення;

повітряного опалення;

електричного опалення.

При виборі теплоносія необхідно ураховувати санітарно-гігієнічні, техніко-економічні та експлуатаційні показники.

Гази утворюються при згоранні палива, мають високу температуру та ентальпію. Їх використання ускладнює систему, призводить до значних теплових втрат, погіршує стан повітряного середовища.

Вода володіє великою теплоємністю та густиною, що дозволяє:

передавати велику кількість теплоти при малому об'ємі теплоносія;

мати малі розміри трубопроводів;

невеликі теплові втрати;

легко досягається необхідна температура.

Але при цьому необхідна значна витрата енергії.

Пара при конденсації в нагрівальних приладах віддав значну кількість тепла від чого маса пари у системі зменшується у порівнянні з іншими теплоносіями, але:

пара збільшує температуру (100 °С) приладів;

пара - це джерело шуму;

пара призводить до збільшення перетину трубопроводів.

Повітря - безпечне з точки зору пожежобезпеки; системи легко регулюються, але призводить до збільшення перетину трубопроводів, гідравлічного опору, витрат електрики.

3. Області застосування систем опалення

Тепловий режим приміщень визначається призначенням, конструкцією та умовами експлуатації будівель. Особливості теплового режиму відображаються на конструкції, параметрах і режимі дії систем опалення. Технічні та економічні показники Цeнтральних систем опалення, а також властивості теплоносіїв визначають загальні області їх застосування.

Системи водяного опалення, надійні і гігієнічно прийнятні, тому одержали широке поширення в умовах теплофікації міст і селищ, застосовують у цивільних і виробничих будівлях.

Системи пapовoгo опалення через санітарно-гігієнічні і експлуатаційні недоліки заборонено застосовувати в цивільних будівлях. Парове опалення можна влаштовувати у виробничих будівлях, в сходових клітках, пішохідних переходах і вестибюлях, його рекомендують для непостійного або чергового (у неробочий час) опалення приміщень.

Можливість поєднання опалення та вентиляції сприяє поширенню повітряного опалення. Центральне повітряне опалення застосовують в першу чергу у виробничих, а також цивільних будинках з механічною припливною вентиляцією.

Системи місцевого повітряного опалення використовують для переривчастого або чергового обігрівання приміщень виробничих і громадських будівель.

У сільськогосподарських будівлях (тваринницьких, птахівницьких, культиваційних) застосовують центральне або місцеве повітряне та водяне опалення в залежності від теплового режиму, що задається, наявності та режиму дії припливної вентиляції.

4. Розрахунок втрат тепла

Системи опалення повинні компенсувати втрати тепла через:

будівельні огородження;

витрати тепла на нагрівання повітря, яке надходить через відкриті ворота, двері і інші прорізи, нещільності в огородженнях;

витрати тепла на нагрів матеріалів, устаткування та транспорту, які надходять зовні;

витрати тепла на нагрів повітря, яке надходить зовні для компенсації повітря, яке вилучається витяжними системами у тих випадках, коли це повітря не компенсується приточною вентиляцією.

При розрахунку теплової потужності систем опалювання слід ураховувати середньогодинне виділення тепла від обладнання, від нагрітих матеріалів та інших джерел.

На підставі даних теплових втрат та виробничих виділень тепла складають теплові баланси приміщення або цеху. На підставі балансів визначають потужність опалювальних приладів.

При визначенні витрат тепла приміщень через будівельні огородження ураховують основні та додаткові втрати тепла.

Основні втрати тепла визначають підсумовуванням втрат тепла через окремі огородження (стіни, стелі, вікна і т. ін.) за формулою:

, Вт                             (2.1)

де F - поверхня огородження, м2;B, tЗ - розрахункова температура повітря у приміщенні та зовнішнього повітря, °С;- коефіцієнт теплопередачі конструкції огородження, Вт/м2·град;- поправочний коефіцієнт до розрахункової різниці температур.

Додаткове тепло для нагріву зовнішнього повітря, яке надходить через щілини у вікнах, дверях і інших прорізах:

, Вт                           (2.2)

де G - кількість повітря, яке надходить через шілини, кг/год;B, tЗ - розрахункові температури зовнішнього та внутрішнього повітря, °С.

Кількість тепла Qт, яке витрачається на нагрів матеріалів, які надходять зовні:

, Вт                   (2.3)

де GM - вага матеріалів, які надходять зовні, кг/год;

С - питома теплоємність матеріалу, кДж/кг·град;B - температура внутрішнього повітря,°С;М - температура матеріалу, °С (для металу та виробів з нього tM = tB; для несипучих матеріалів tM = tB -10 °С; для сипучих матеріалів tM = tB - 15 °С);- коефіцієнт, який враховує інтенсивність поглинання тепла.

Питомою тепловою характеристикою будівлі називається втрата тепла через зовнішнє огородження, віднесена до 1 м3 будівлі, при різниці температур зовнішнього та внутрішнього повітря 1°С.

Годинна втрата тепла:

, Вт                                    (2.4)

де V - зовнішня кубатура будівлі, м3;

tB- tЗ - різниця температур повітря в опалювальному приміщенні і зовнішнього, °С;- питома теплова характеристика, Вт/м3·год·°С:

,            (2.5)

де P - периметр будівлі, м;- площа забудови, м2;- висота будівлі, м;о - коефіцієнт остіклення (відношення площі остіклення до площі стін);ст, kвік, kстелі, kпол - коефіцієнти теплопередачі відповідно стін, вікон, стелі, полу, Вт/м2·град.

Приклад розрахунку втрат тепла

Необхідно опалити будівлю механічного цеху розміром 100x24 и височиною 20 м. Розрахункова температура: зовнішня мінус 25°С, внутрішня +15°С. Стіни товщиною 380 мм з цегли. Перекриття бездахове з покриттям керамзитом товщиною 80 мм. Вікна металеві з одинарними переплетами та подвійним склом. Ліхтар металевий з одинарним склом.

В будівлі на протязі години можуть відчинятися одні ворота розміром 3x4 м, обладнані автоматизованою повітряною завісою з ККД=0,7.

Тривалість відкривання воріт - 10 хвилин у годину. В цеху на протязі години знаходиться одна автомашина ЗИЛ-110 з вантажем металу 2 т.

Кількість повітря, яке потрапляє у приміщення цеху через щілини у вікнах та ліхтарі, 3000 кг/год. Нагрів цього повітря визначимо за формулою 1.2.

Тодідод = 0,24·3000·(-25 - 15) = 29000 Вт

Кількість повітря, яке надходить через ворота 80000 м3/год. Витрати тепла через зовнішнє огородження QЗ.О, (табл.) = 649 000 Вт. Нагрів автомобіля QА= 4100 Вт (табл.). Нагрів металу визначимо за формулою 1.3. В - коефіцієнт, враховуючий інтенсивність поглинання тепла (В =0,5).

ТодіT = 2000·0,1·0,5·(-25 - 15) = 4000 Вт.

Загальні витрати:заг = Qдод + Qз.с + QА + Qт =

= 29000 + 649000 + 4100 + 4000 = 686100 Вт.

5. Підбір опалювальних приладів

Підбір опалювальних приладів полягає у визначенні їх кількості та типу для компенсації теплових втрат приміщеннями житлової або громадської будівлі.

Розрахунок опалювальних приладів проводять у такій послідовності:

викреслюють схему опалювального стояка з приладами;

на всіх приладах вказують теплові потоки Qпр, Вт, (теплові втрати).

У розрахункових умовах втрати теплоти на опалення приміщення Qпр повинні компенсуватись тепловіддачею опалювального приладу Qп і нагрітих труб Qтр. Ця сумарна тепловіддача в приміщення, визначена розрахунком тепловтрат через огороджуючі конструкції, є тепловим навантаженням опалювального приладу.

Опалювальний прилад характеризується визначеною площею нагрівальної поверхні Ап, м2, що розраховується відповідно до потрібної тепловіддачі приладу. Для забезпечення необхідної тепловіддачі до приладу треба подати кількість теплоносія в одиницю часу Gп, кг/год, що називається витратою теплоносія:

Gп = Qт/[с(tвх - tвих)],                                  (2.6)

де Qт - тепловий потік від теплоносія, Вт;

с - питома теплоємкість води, дорівнює 4,187 Дж/(кг· оС);

tвх, tвих - температура води на вході й виході з приладу, оС.

Тепловий потік від теплоносія води передається через стінку приладу в приміщення. Інтенсивність теплопередачі характеризується коефіцієнтом теплопередачі kп, який означає щільність теплового потоку на зовнішній поверхні стінки, що передається через одиницю площі зовнішньої поверхні, віднесеного до різниці температур теплоносія і повітря, розділених стінкою.

Коефіцієнт теплопередачі kп, Вт/(м2·оС), дорівнює величині, зворотній опору теплопередачі Rп від теплоносія через стінку приладу в приміщення. Значення коефіцієнта теплопередачі kп змінюється залежно від конструктивних особливостей приладу.

Важливим показником, що визначає температуру приладу tп в умовах експлуатації, є температурний напір Дtсер, оС:

Дtсер = tт - tв,                                    (2.7)

де tт - температура теплоносія в приладі;

tв - температура внутрішнього повітря, тобто:

Дtсер = tсер - tв.                                                    (2.8)

Для однотрубних систем опалення, коли прилади з’єднані послідовно, відома температура теплоносія, яка входить у прилад tвх, а температура води, яка виходить із нього tвих, залежить від витрати води в приладі Gп.

Середню температуру теплоносія виражають через теплове навантаження приладу:

tсер = tвх - 0,5Qпв1в2/cGп,                           (2.9)

де Qп - теплове навантаження приладу, Вт;

в1 - поправочний коефіцієнт, який враховує теплопередачу через додаткову площу приладів, прийнятих до встановлення; для радіаторів і конвекторів в1 = 1,03-1,08;

в2 - поправочний коефіцієнт, який враховує додаткові тепловтрати внаслідок встановлення приладів у зовнішніх стін; для конвекторів типу КН в2 = 1,02, типу КА - 1,03, панельного радіатора - 1,04.

Номінальну щільність теплового потоку qном, Вт/м2, отримують для стандартних умов роботи приладу, коли середня різниця температур Дtсер = 70 оС і витрата води в приладі складає 360 кг/год.

Значення номінальної щільності теплового потоку деяких типів приладів є такими:

радіатори чавунні секційні М140 АО - 595

радіатори чавунні секційні М140 А - 650

радіатори чавунні секційні МС-90-108 - 790

радіатори сталеві панельні РСВ - 730

конвектори без кожуха «Акорд» - 300

конвектори «Комфорт» - 330

конвектори з кожухом «Універсал-20» - 357

Якщо номінальний тепловий потік приладу з урахуванням схеми його підключення до стояку відомий, то розрахункова щільність теплового потоку qп, Вт/м2, складає:

qп= qном(Дtсер/70)1+n(Gп/360)p.                            (2.10)

Теплопередача опалювального приладу Qп, Вт, пропорційна тепловому потоку, приведеному до розрахункових умов за його дійсною площею нагріву:

Qп=70kнуАцк= Qну цк,                               (2.11)

де Qну - номінальний умовний потік приладу, Вт;

цк - комплексний коефіцієнт приведення Qну до розрахункових умов,

цк = (Дtсер/70)1+n·(Gп/360)p·bшс,                (2.12)

де b - коефіцієнт обліку атмосферного тиску в даній місцевості; при тиску Р = 1013 Па, тобто 760 мм рт. ст. b = 1;

ш - коефіцієнт обліку напрямку руху теплоносія в приладі, ш ≈ 0,9;

n, p та с - експериментальні показники (див. табл. 2.1).

Таблиця 2.1 - Значення показників n, p та с

Тип опалювального приладу

Напрямок руху теплоносія

Витрати теплоносія G, кг/год

n

p

c

Радіатори чавунні секційні

зверху-донизу знизу-доверху

50-900 50-900

0,3 0,15

0 0

1,0 1,0

Конвектор «Комфорт» Конвектор «Акорд» Конвектор «Універсал»

- - -

50-900 50-900 50-900

0,35 0,2 0,3

0,07 0,03 0,07

1 1 1


Необхідне теплове навантаження приладу в приміщенні Qп, Вт, визначають за формулою:

Qп = Qпр - 0,9Qтр,                                      (2.13)

де Qпр - тепловтрати приміщення;

Qтр - тепловіддача відкрито прокладених трубопроводів в межах приміщення стояка (вітки) підводок, до яких безпосередньо приєднаний прилад,

Qтр = qвlв + qгlг,                               (2.14)

де qв, qг - тепловіддача 1 м вертикальних і горизонтальних труб, Вт/м;

lв, lг - довжина вертикальних і горизонтальних труб у межах приміщення, м.

Таблиця 2.2 - Питома тепловіддача неізольованих труб

Різниця температур Дtсер = tсер - tв

Qтр, Вт/м, при Ду, мм, труб

 

сталевих водогазопровідних

 

15

20

25

32

40

Горизонтальні труби

30 40 50 60 70 80 90

29 40 46 65 79 94 112

35 52 64 81 99 117 137

41 58 79 110 122 146 171

52 71 93 129 142 172 201

58 81 105 146 163 194 227

Вертикальні труби

30 40 50 60 70 80 90

17 23 35 49 58 76 87

21 33 47 62 77 93 110

33 44 61 79 100 106 141

40 56 78 99 121 145 274

49 64 88 110 139 168 197


Для однотрубних систем водяного опалення потрібну площу нагрівальної поверхні приладу визначаємо за формулою:

Ап = Qп/(Qну цк), м2.                         (2.15)

Розрахункову площу опалювальних приладів, м2, знаходимо за формулою:

Ар = Апв4/b,                                     (2.16)

де в4 - коефіцієнт врахування способу встановлення приладу; при відкритому встановленні в4 = 1.

Для чавунних секційних радіаторів мінімальна кількість секцій, шт., дорівнює

n = Ар/(fв3),                                     (2.17)

де f - площа нагрівальної поверхні однієї секції заданого типу, м2;

в3 - коефіцієнт врахування кількості секцій в приладі; при кількості секцій до 15 шт. в3 = 1, від 16 до 20 в3 = 0,98.

Кількість елементів конвекторів визначаємо за формулою:

nк = Ар/(nf1),                                    (2.18)

де n - кількість ярусів і рядків елементів;

f1 - площа одного елемента конвектора прийнятої довжини, м2; приймають за довідковими даними.

Номенклатура і технічна характеристика опалювальних приладів наведені у табл. 4.

Приклад 1. Визначити кількість секцій чавунного радіатора типу М140 А. Радіатор встановлений відкрито, під підвіконником. Висота приміщення 2,75 м. Тепловтрати приміщення Qп = 1500 Вт, tв = 18 оС. Радіатор підключений до однотрубного проточного стояка Ду = 20 мм. Напрямок руху теплоносія - зверху-донизу. Температура теплоносія води tг = 105 оС. Витрати теплоносія Gст = 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховуємо.

Розраховуємо середню температуру води в приладі:

tсер = 105 - (0,5·1500·1,05·3,6)/(4,187·300) = 102,75 оС.

Щільність теплового потоку радіатора при Дtсер = 102,75 - 18 = 84,75 оС:

qп = 650(84,75/70)1,3 = 833,43 Вт/м2,

де 650 - номінальна щільність теплового потоку радіатора типу М140 А.

У цій формулі другу частину формули не враховуємо, бо зміна витрати води в радіаторі від 360 до 300 кг/год практично не впливає на qп.

Тепловіддача вертикальних (lв = 2,75 - 0,5 = 2,25) і горизонтальних (lг = 0,4·2 = 0,8) труб Ду = 20 мм:

Qтр = 101,5·2,25 + 127·0,8 = 329,6 Вт.

Розрахункову площу радіатора знаходимо за формулою:

Ар = (1500 - 0,9·329,6)/833,43 = 1,44 м2.

Розрахункова кількість секцій радіатора М140 А при площі однієї секції f = 0,254 м2:

n = (1,44·1,0)/(0,254·1,0) = 5,66 секцій.

Приймаємо для встановлення 6 секцій.

Приклад 2. Визначити марку відкрито встановленого настінного конвектора з кожухом типу КН-20 «Універсал-20» малої глибини за умовами: висота приміщення 2,75 м. Тепловтрати приміщення Qп = 1500 Вт, tв = 18 оС, tг = 105 оС. Діаметр опалювального стояка Ду = 20 мм. Витрати теплоносія Gст = 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховуємо.

Середня температура води в приладі:

tсер = 105 - (0,5·1500·1,04·1,02·3,6)/(4,187·300) = 101,6 оС.

Номінальна щільність теплового потоку для конвектора «Універсал-20» складає 357 Вт/м2.

У нашому випадку Дtсер = 101,6 - 18 = 83,6 оС, тобто більше 70 оС, та Gп = 300 кг/год менше 360 кг/год. Тому перераховуємо значення щільності теплового потоку конвектора:

qп = 357(83,6/70)1,3(300/360)0,07 = 441,1 Вт/м2.

Тепловіддача вертикальних (lв = 2,35 м) і горизонтальних (lг = 0,4·2 = 0,8 м) труб Ду = 20 мм становить:

Qтр = 101,5·2,35 + 127·0,8 = 340,1 Вт.

Розрахункова площа конвектора:

Ар = (1500 - 0,9·340,1)/441,1 = 2,7 м2.

Приймаємо для встановлення один кінцевий конвектор «Універсал-20» марки КН-20-1,049К з площею 2,94 м2.

6. Розрахункові завдання

Завдання 1. Визначити кількість секцій чавунного радіатора типу М140 А, встановленого відкрито під підвіконням. Висота приміщення, тепловтрати знайти, температура внутрішнього повітря згідно з варіантом. Радіатор підключено до однотрубного проточного стояка. Напрямок руху теплоносія - зверху-донизу. Витрати теплоносія Gст = 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховується.

Завдання 2. Визначити марку відкрито встановленого настінного конвектора з кожухом типу КН20 «Універсал-20». Витрати теплоносія 300 кг/год. Падіння температури теплоносія до приладу не враховується.

Таблиця 2.3 - Вихідні дані

Тепловтрати приміщення, Вт

Висота приміщення, м

Температура внутрішнього повітря, °С

Температура теплоносія, °С

Ду, мм

1

2090

2,75

18

105

20

2

1835

2,75

19

105

25

3

1490

2,75

20

95

20

4

1565

2,75

18

105

15

5

1975

2,75

20

95

32

6

1778

2,75

19

105

20

7

2248

2,75

18

105

20

8

2038

2,75

18

105

15

9

1810

2,75

19

105

10

2124

2,75

17

105

20

11

1490

2,75

20

95

40

12

1985

2,75

19

105

32

13

2400

2,75

18

105

20

14

2045

2,75

18

105

15

15

1438

2,75

20

95

15

16

2122

2,75

17

105

20

17

2248

2,75

18

105

20

18

1645

2,75

17

105

20

19

2248

2,75

18

105

20

20

1490

2,75

20

95

20


Таблиця 2.4. - Номенклатура і технічна характеристика опалювальних приладів

Найменування і марка опалювальних приладів

Площа поверхні нагріву F, м2

Номінальний тепловий потік Q, кВт н.у.

Радіатори опалювальні чавунні МС-140-108 МС-140-98 М-140 АО М-140 А М-90 МС-90-108

 0,244 0,240 0,299 0,254 0,200 0,187

 0,185 0,174 0,178 0,164 0,140 0,150

Конвектори настінні з кожухом типу «Універсал» кінцеві КН 20-0,400К КН 20-0,479К КН 20-0,655К КН 20-0,787К КН 20-0,918К КН 20-1,049К КН 20-1,180К КН 20-1,311К КН 20-1,442К КН 20-1,573К КН 20-1,704К КН 20-1,835К КН 20-1,966К

  0,952 1,140 1,830 2,200 2,570 2,940 3,300 3,370 4,039 4,410 4,773 5,140 5,508

  0,400 0,479 0,655 0,787 0,918 1,049 1,180 1,311 1,442 1,573 1,704 1,835 1,966

Те саме типу «Комфорт-20» КН 20-0,372К КН 20-0,515К КН 20-0,655К КН 20-0,820К КН 20-0,985К КН 20-1,150К КН 20-1,315К КН 20-1,475К КН 20-1,640К КН 20-1,805К КН 20-1,970К

 0,710 1,065 1,420 1,775 2,130 2,485 2,840 3,195 3,550 3,905 4,260

 0,372 0,515 0,655 0,820 0,985 1,150 1,315 1,475 1,640 1,805 1,970

Конвектор настінний без кожуха типу «Акорд» КА 0,336К КА 0,448К КА 0,560К КА 0,672К КА 0,784К КА 0,896К КА 1,008К КА 1,120К

  0,98 1,30 1,63 1,96 2,28 2,61 2,94 3,26

  0,336 0,448 0,560 0,672 0,784 0,896 1,008 1,120

К2А-0,621К К2А-0,823К К2А-1,030К К2А-1,237К К2А-1,445К К2А-1,646К К2А-1,854К К2А-2,061К

1,95 2,60 3,25 3,90 4,56 5,19 5,85 6,50

0,621 0,823 1,030 1,237 1,445 1,646 1,864 2,061


Практична робота 3

Розрахунок звукоізоляції виробничих приміщенЬ

. Фізичні та фізіологічні характеристики шуму

В металофізиці - галузі, пов'язаній з використанням різних машин, механізмів, обладнання, інструментів, їх експлуатація супроводжується інтенсивним шумом, що погіршує умови праці працюючих. Шуми, які виникають під час роботи машин і устаткування, можуть бути механічного або аеродинамічного походження. Звук або шум виникає при механічних коливаннях твердих тіл у рідинному та газоподібному середовищі. Джерелом механічного шуму є коливання, що виникають під час роботи робочих органів машин, агрегатів або механізмів. Аеродинамічний шум виникає при великій швидкості руху та пульсації тиску газів і повітря.

З фізіологічної точки зору шум розуміють як несприятливе поєднання звуків різної інтенсивності, частоти і тиску, що передаються на тіло людини і викликають неприємні суб'єктивні відчуття, знижують працездатність та, в окремих випадках, порушення стану здоров'я. З фізичної точки зору шум визначають як суміш різних звуків з частотами і фазами, розподіленими нерегулярно.

Звукові коливання в будь-якому середовищі виникають при порушенні його стаціонарного стану впливом збуджуючої сили. Частинки середовища починають коливатися відносно положення рівноваги, створюючи хвилі звукових пружних деформацій - це і є звукове поле. Звукове поле характеризується: звуковим тиском Р, Па; коливальною швидкістю V, м/с; інтенсивністю I, Вт/м2; частотою f, Гц (1 Гц - це 1 коливання за секунду).

Звуковий тиск - це різниця між миттєвим значенням повного тиску і його середнім значенням, який спостерігається в середовищі за відсутності звукового поля. Швидкість поширення звукових хвиль залежить від пружних властивостей, температури і щільності середовища, в якому вони поширюються.

Швидкість поширення звукових хвиль у повітрі при t = 20°С, тиску 0,1013 MПа дорівнює 344 м/с, у сталі - 5000 м/с, у рідині - 1500 м/с, у бетоні - 4000 м/с.

Інтенсивність звуку - це середній потік звукової енергії, що переноситься звуковою хвилею через одиницю поверхні перпендикулярно напрямку поширення звукової хвилі:

,                                                      (3.1)

де WЗ - потік звукової енергії, Вт;- площа, м2.

Мінімальний звуковий тиск Ро та мінімальну інтенсивність звуку Io, що сприймає людина як звук, називають порогом чутливості. Звуковий тиск, що спричиняє біль, називають больовим порогом. При частоті 1000 Гц інтенсивність на порозі чутливості становить Io = 10-12 Вт/м2, звуковий тиск Ро = 2·10-5 Па. Больовим відчуттям відповідають I= 10-2 Вт/м2 за інтенсивністю звуку і Р = 102 Па за звуковим тиском. Різниця між больовим порогом чутливості і порогом чутливості дуже велика (інтенсивність звуку на порозі больового відчуття в 1014 разів перевищує інтенсивність відчуття).

Для кількісної характеристики умов праці за шумом введено рівні інтенсивності (рівні звукового тиску) - десятичний логарифм відношення фактичного середньоквадратичного значення інтенсивності звуку I (звукового тиску Р) до Io чи Ро відповідно. За логарифмічною шкалою збільшення інтенсивності звуку в 10 разів відповідає приросту інтенсивності звуку на 1 одиницю, за яку взято 1 Б (бел). Одному белу відповідає збільшення інтенсивності звуку I порівняно з початковою в 10 разів. Якщо I/Io = 100, рівень інтенсивності буде 2 Б, якщо I/Io = 1000 - буде 3Б.

Вухо людини здатне сприймати зміну рівня сили звуку в 10 разів меншу за бел, тому в практиці акустичних вимірювань і розрахунків використовують величину 0,1 Б, що має назву децибел (дБ), тобто 1Б = 10 дБ.

Рівень інтенсивності звуку LІ визначають за формулою:

, дБ                                               (3.2)

де I - інтенсивність звуку в даній точці, Вт/м2.

Оскільки інтенсивність звуку пропорційна квадрату звукового тиску, то рівень звукового тиску LР дорівнюватиме:

, дБ                        (3.3)

де Р - виміряний звуковий тиск, Па;

Ро - поріг сенсорного сприйняття (поріг чутності), Па (при f = 1000 Гц Ро = 2·10-5 Па).

Рівень інтенсивності звуку LІ використовують при акустичних розрахунках, а рівень звукового тиску Lр - при вимірюванні шуму, оцінці його дії на людину, оскільки орган слуху чутливий не до інтенсивності звуку, а до середньоквадратичного звукового риску.

У промислових приміщеннях де знаходиться, як правило, кілька джерел шуму, кожний впливає на загальний рівень звукового тиску. Сумарний рівень звукового тиску визначається за формулою:

, дБ                                            (3.4)

де L1 - рівень звукового тиску одного джерела шуму, дБ;- кількість джерел шуму.

Якщо одночасно працює декілька джерел шуму, з метою суттєвого зниження рівня шуму доцільно вжити заходів зниження шуму найпотужнішого джерела.

Дія шуму на людину залежить від рівня звукового тиску. Слуховий апарат неоднаково чутливий до звуків різної частоти. Високочастотні шуми при однакових інших параметрах більш несприятливо впливають на організм людини. Наприклад, звук частотою 100 Гц і рівнем інтенсивності 60 дБ відчувається вухом у відношенні гучності так, як звук частотою 1000 Гц рівнем інтенсивності 40 дБ.

Вухо людини може сприймати лише ті коливання, частота яких становить 16 ÷ 20000 Гц. Найчутливішим для людини є звуки середніх і високих частот (800 - 4000 Гц), їх називають звукові. Коливання з частотою нижче 20 Гц - інфразвукові, а понад 20000 Гц - ультразвукові, вони не викликають звукового відчуття, але чинять шкідливу біологічну дію на організм людини.

Залежно від того, на якій частоті буде максимум звукового тиску, характер спектру може бути низькочастотним (менше 300 Гц), середньочастотним (300-800 Гц) і високочастотним (понад 800 Гц).

Весь слуховий діапазон частот поділяють на звукові октави, для кожної октави обчислюється середньогеометричне значення частоти:

, Гц                                   (3.5)

де f1, f2 - відповідно нижня і верхня границі октавної смуги за частотою, Гц.

Так значення fс.г: для октави 20 - 40 Гц становить 31,5 Гц, для октави 40-80 Гц - 62,5 Гц, для октави 80-160 Гц - 125 Гц і т.д. Для характеристики виробничого шуму, згідно з вимогами санітарних норм СН 3223-85, вимірюють рівні звукового тиску (у дБ) в октавних смугах середньогеометричнпх частот 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц.

Відповідно до класифікації шумів /ГОСТ 12.1.003-83/ за характером спектра шум поділяють на:

-       широкосмуговий шум, який має безперервний спектр шириною одну октаву;

-       тональний шум, який має спектр з відчутними дискретними тонам в ньому складові тонн відділені один від одного значними інтервалами.

За часовими характеристиками шуми поділяють на:

-       постійний шум, рівень звуку якого за 8-годинний робочий день змінюється в часі не більше ніж на 5 дБА;

-       непостійний шум, рівень звуку якого за 8 - годинний робочий день змінюється в часі більше ніж на 5 дБА. "А" (дБА) - корекція, яка відбиває підвищену чутливість органу слуху до середньо- та високочастотних звуків.

Найбільш несприятливими для організму людини вважаються інтенсивні, тональні та імпульсні шуми. У виробничих умовах часто спостерігається шум, що перевищує гранично допустимий рівень: турбокомпресори - 100-118 дБ, вентилятор - 80-105 дБ, відбійний молоток 92-101 дБ.

2. Класифікація методів та засобів захисту від шуму

Засоби і методи захисту від шуму, які використовують на робочих місцях виробничих приміщень, по відношенню до об'єкту, який під лягає захисту, поділяють на засоби і методи колективного захисту і засоби індивідуального захисту.

До засобів індивідуального захисту від шуму відносяться противошумні навушники, противошумні вкладиші, противошумні шлеми і каски, противошумні костюми.

Засоби і методи колективного захисту в залежності від способу реалізації поділяють на архітектурно-планувальні, організаційно-технічні та акустичні.

До архітектурно-планувальних відносять раціональне планування будівель та підприємств, раціональне розміщення технологічного обладнання, робочих місць і т. ін.

До організаційно-технічних - використання малошумних технологічних процесів і обладнання, дистанційного керування, удосконалення технології ремонту, а також раціональний режим праці та відпочинку.

Найбільший інтерес представляють засоби акустичного захисту, до яких відносять звукоізоляцію, звукопоглинання, віброізоляцію, демпферування (примусове гасіння коливань у динамічній системі внаслідок розсіювання енергії.), а також заглушувачі аеродинамічного шуму.

Метод звукоізоляції може бути реалізований наступними засобами: звукоізолюючими кожухами, огородженнями, кабінами, акустичними екранами, вигородками.

До засобів звукопоглинання, відносяться плоскі облицювання огороджуючих поверхонь приміщень і об'ємні поглинувачі звуку.

Засоби віброізоляції поділяють на віброізолюючі опори, пружні прокладки та конструкційні розриви. Демпферуючі засоби поділяють на елементи з сухим, в'язким та внутрішнім тертям. Заглушувачі шуму в залежності від принципу дії поділяють на абсорбційні, реактивні та комбіновані.

Засоби колективного захисту по відношенню до джерела збудження шуму поділяють на засоби, знижуючі шум на шляху його розповсюдження від джерела до об'єкту, який захищають.

Засоби, що знижують шум в джерелі його виникнення в залежності від характеру шумоутворення поділяють на засоби, знижуючі шум механічного (вібраційного) походження, аеродинамічного, гідродинамічного та електромагнітного походження.

Коли необхідно створити оптимальні умови повітряного середовища у виробничих приміщеннях, використовують вентиляційні системи, для яких є характерним наявність аеродинамічного шуму. Основним засобом для його зниження є заглушувачі шуму. Вибір того або іншого типу заглушувача визначається необхідним рівнем зниження суму, його спектром, потужність джерела, фізичними властивостями матеріалу: високим звукопоглинанням в певному діапазоні частот, малою об'ємною масою, економічністю і т. ін. Крім цього, заглушувачі повинні справляти невеликий гідравлічний опір.

3. Розрахунок звукопоглинального облицювання

У виробничому приміщенні планується зробити звукопоглинальне облицювання стелі та стін. Площа стін - Sстін, площа стелі - Sстелі, площа підлоги - Sпідл. Середній коефіцієнт звукопоглинання в приміщенні до облицювання дорівнює 0,1, коефіцієнт звукопоглинання використаного облицювання - 0,9.

Визначити зниження шуму після використання облицювання та можливість улаштування в приміщенні підрозділів зазначеного призначення (див. табл. 3.1).

Таблиця 3.1 - Вихідні дані

Вихідні дані

Варіант


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Площа стін Sстін, м2

300

300

280

400

400

300

330

320

310

340

Площа стелі Sстелі, м2

250

240

250

300

280

280

260

250

240

280

Площа підлоги Sпідл, м2

250

240

250

300

280

280

260

250

240

280

Рівень шуму у приміщенні (L1), дБ

62

58

51

69

71

61

70

51

58

60

Призначення приміщення

Конструкторське бюро

Пункт охорони здоров’я

Управління

Кабіна дистанційного керування

Дільниці точного зварювання

Обчислювальний центр

Кабіна дистанційного керування

Лабораторія

Конструкторське бюро

Пункт охорони здоров’я

Вказівки до розв’язання задачі

Зниження рівня шуму в приміщенні як наслідок використання облицювання з більш високим коефіцієнтом звукопоглинання, дБ, можна визначити за формулою

,

де В1 та В2 - сталі приміщення відповідно до та після облицювання.

У загальному випадку

,

де А - еквівалентна площа звукопоглинання, ;

бср - середній коефіцієнт звукопоглинання внутрішніх поверхонь приміщення площею Sпов;

пов = Sпідл + Sст + Sстелі,

підл - площа підлоги, м2;ст - площа стін, м2;стелі - площа стелі, м2.

За таких означень стала приміщення до облицювання складає

.

При визначенні сталої приміщення після облицювання треба звернути увагу на зміну середнього коефіцієнта звукопоглинання. До облицювання він складав для всіх внутрішніх поверхонь за умовами задачі бсер1 = 0,1. Після облицювання підлога залишилась з попереднім коефіцієнтом звукопоглинання (бсер = 0,1), а у стелі та стін він буде дорівнювати б2 = 0,9. Середній коефіцієнт звукопоглинання після облицювання можна визначити як середньозважену величину від площі внутрішніх поверхонь, що мають різні коефіцієнти звукопоглинання:

.

Рівень шуму в приміщенні після облицювання, дБА, визначається за формулою

.

Порівнюючи рівень шуму в приміщенні після облицювання з допустимим за ГОСТом 12.1.003-83* (табл. 3.2), можна відповісти на запитання задачі.

Практична робота 4

Розрахунок штучного освітлення

1. Основні теоретичні положення

Залежно від джерела світла виробниче освітлення може бути: природним, що створюється прямими сонячними променями та розсіяним світлом небосхилу; штучним, що створюється електричним джерелом світла; суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним [1].

Штучне освітлення може бути загальним та комбінованим. Загальним називається освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою) рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла. Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосування лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних захворювань[ 2...4].

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове [4,5].

Класифікація виробничого освітлення приведена на рисунку 4.1.

Завдання світлотехнічного розрахунку системи штучного освітлення полягає у визначенні потужності джерел світла за заданою освітленістю або у визначені за заданим розміщенням світильників і відомій потужності джерел світла освітленості на розрахунковій площині і розподілення яскравості в полі зору.

Вирішення як першого, так і другого завдань, які часто в світлотехніці називаються прямим та перевірочним розрахунками, вимагає в загальному випадку чи розрахунку розподілення світлових потоків, що безпосередньо падають від світильників на розрахункову площину (стелю, стіни) так і розрахунку потоків світла, що багаторазово відбиваються між поверхнями, які обмежують освітлюване приміщення.

Сумарна освітленість у заданій точці розрахункової площини (Ер) може, в загальному вигляді, розглядатись, як сума двох додатків:

                      (4.1)

де (Ер)пр - пряма складова освітленості;

(Ер)в - відбита складова освітленості.

Розподілення відбитої складової освітленості на розрахунковій площині, як правило, вважається рівномірним, розподілення ж прямої складової освітленості може бути суттєво нерівномірним, оскільки залежить від світлорозподілу та від розміщення світильників у просторі, що освітлюється.

Якщо обидві складові освітленості (пряма і відбита) розподіляються майже рівномірно, то для розрахунку середньої освітленості прийнято користуватись коефіцієнтом використання світлового потоку, під яким розуміють відношення світлового потоку, що надає на розрахункову площину (Fр) до сумарного світлового потоку джерел світла:

,                                       (4.2)

де Fл - світловий потік джерела світла (лампи), лм;- кількість джерел світла, шт.

Коефіцієнт використання освітлювальної установки визначає ефективність використання світлового потоку джерела світла. Його величина залежить від багатьох факторів, основними з яких є світлорозподіл та розміщення світильників в приміщенні, ККД світильників, співвідношення розмірів приміщення і відбиваючих властивостей поверхонь, що обмежують приміщення.

2. Вибір методу розрахунку

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлового потоку (коефіцієнта використання), точковий та питомої потужності [ 1…5 ].

Метод світлового потоку, як правило, використовують для розрахунку потужності освітлювальної установки при рівномірному розміщенні світильників загального освітлення над горизонтальною площиною, коли відсутні крупногабаритні затінюючи предмети. При розрахунку за цим методом враховується пряме і відбите світло. Перехід від середньої освітленості до мінімальної здійснюється в цьому методі наближення.

Метод питомої потужності використовується в тих же випадках, що і метод світлового потоку. Цей метод вважається наближеним, оскільки простота розрахунку досягається за рахунок деякої втрати точності.

Загальне локалізоване освітлення, а також загальне рівномірне при наявності суттєвих затінень повинні розраховуватись за точковим методом. Цей же метод використовується при розрахунку освітленості похилих площин та відкритих просторів, а також місцевого освітлення. Відбита складова освітленість у точковому методі враховується наближено.

3. Особливі вимоги до освітлення робочих місць користувачів В Д Т

Враховуючи специфічні особливості праці користувачів ВДТ для створення належних умов на робочих місцях відповідними організаціями розроблено ряд [ 16,17 ] документів що регламентують основні параметри виробничого середовища (в тому числі і освітлення).

Розробкою загальних єдиних нормативних документів для користувачів ВДТ займаються кілька міжнародних організацій:

International Organization for Standardization (ISO) - міжнародна організація стандартизації;

The ergonomic committee in ISO (ТС 159) - комітет з ергономіки міжнародної організації стандартизації;

European Standardization Organszation (CEN) - європейська організація з стандартизації.

Серед низки розроблених нормативних документів щодо використання ВДТ найбільш часто використовуються наступні стандартні:

ВS 7179 та ISO 9241-3 (більш сучасний), які регламентують ергономічні вимоги стосовно умов праці та охорони здоров’я користувачів;

ISO 9001, який визначає рівень та якість виробництва апаратури;

ISO DIN 9995, який встановлює принципи розміщення елементів клавіатури для роботи з текстом в офісних системах;

IEC 950, який визначає норми безпеки електротехнічного обладнання.

На сьогоднішній день найбільш новим нормативним документом, що регламентує роботу користувачів ВДТ є ISO 9241, який охоплює широке поле питань застосування і використання елементів апаратури, вимоги до їх якості, а також питання організації робочого процесу і розміщення обладнання на робочому місці і регламентують параметри для виробничого середовища приміщень з ВДТ [ 8 ].

Серед вітчизняних основних нормативних документів щодо забезпечення охорони праці користувачів ВДТ слід відзначити ДНАОП 0.00-1.31-99 [16] “Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин”, який розроблено Національним науково-дослідним інститутом охорони праці (ННДІОП) Держнаглядохоронпраці за участю Київського інституту медицини праці ПМН України та Українського центру Держсанепіднагляду МОЗ України і затверджено Міністерством праці і соціальної політики (наказ № 21 від10.02.1999р.), а також “Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами електронно-обчислювальних машин” ДСанПіН 3.3.2.007-98, які розроблені Головним санітарно-епідеміологічним управлінням Міністерства охорони здоров’я України і затверджені Головним державним санітарним лікарем України (постанова № 7 від 10.12.1998р.) [17].

Відповідно з цими документами освітлення у приміщеннях з ВДТ має бути суміщеним, при якому недостатнє за нормами природне освітлення доповнюється штучним. Природне освітлення повинно бути боковим, бажано одностороннім. Для уникнення засліплюючої дії сонячних променів найкраще, коли світлові отвори (вікна) зорієнтовані на північ чи північний схід. Коефіцієнт природної освітленості (КПО) повинен бути не нижче 1,5% відповідно до вимог СниП П-4-79 “Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования”.

Для забезпечення відносної постійності природного освітлення незалежно від погодних умов чи пори року необхідно вікна обладнати сонцезахисними регульованими жалюзями або світлорозсіючими шторами з коефіцієнтом відбиття 0,5-0,7.

Розташовувати робочі місця з ВДТ необхідно таким чином, щоб в поле зору користувача не потрапляли вікна або світлі поверхні світильників. Окрім того, вони не повинні також знаходитися безпосередньо за його спиною, щоб уникнути відблисків на екрані.

Штучне освітлення у приміщеннях з ВДТ необхідно здійснювати у вигляді загальної системи рівномірного освітлення. Рівень освітленості на робочому столі в зоні розташування документів має бути в межах 300-500 лк.

У приміщеннях, де переважають роботи з документами, допускається застосування комбінованого освітлення, коли на робочих місцях встановлюють світильники місцевого освітлення, які доповнюють загальне освітлення.

Світильники загального освітлення необхідно розташовувати у вигляді ліній (суцільних або переривчастих) з боку від робочих місць (бажано зліва) паралельно лінії зору користувачів. Допускається застосування світильників таких класів світлорозподілу і прямого світла (П), переважно прямого (Н), переважно відбитого (В). Застосовувати світильники без розсіювачів та екранних сіток забороняється. Для зменшення пульсації світлового потоку (коефіцієнт пульсації повинен не перевищувати 5%) необхідно застосовувати світлові пристрої у комплектовані високочастотними пускорегулюючими апаратами. Для загального освітлення рекомендується використовувати світильники серії ЛПО 36 з ВЧ ПРА. При відсутності світильників серії ЛПО 36 з ВЧ ПРА і без ВЧ ПРА модифікації серії “кососвіт” допускається використання світильників загального освітлення серії:

ЛПО 13 - 2 х 40/БЫ - 01;                         ЛПО 13 - 4 х 40/БЫ - 01;

ЛПО 13 - 2 х 40 - 06;                               ЛПО 13 - 2 х 65 - 06;

ЛСО 05 - 2 х 40 - 001;                             ЛСО 05 - 2 х 40 - 003;

ЛСО 04 - 2 х 36 - 008;                             ЛПО 34 - 4 х 36 - 002;

ЛПО 34 - 4 х 58 - 002;                             ЛПО 31 - 2 х 31 - 002,

а також їх вітчизняні та закордонні аналоги [17].

В якості джерел штучного світла застосовуються люмінесцентні лампи, які краще поєднуються з природним освітленням, а ніж лампи розжарювання. Окрім того, вони створюють більш дифузні світлові потоки, через що знижується можливість засліплюючої дії світла, відбитого екраном. Найкраще застосовувати люмінесцентні лампи типу ЛБ, які мають найвищу світловіддачу.

Яскравість світильників загального освітлення в зону кутів випромінювання від 50° до 90° відносно вертикалі в подовжній і поперечній площинах повинна складати найбільше 200 кд/м2, а захисний кут світильників повинен бути не більшим за 40°.

Світильники місцевого освітлення повинні мати захисний кут не менше за 40°, а в якості джерела світла в них можуть бути встановлені і лампи розжарювання, хоча перевагу все ж таки слід надавати люмінесцентним лампам.

Для обмеження прямої близькості від джерел природного (вікна) та штучного (світильники) освітлення необхідно, щоб яскравість їх поверхонь що перебувають у полі зору не перевищувала 200 кд/м2, а яскравість стелі - 200 кд/м2. Обмежити засліплюючи дію відблисків на екрані ВДТ можна шляхом правильної орієнтації робочих місць відносно джерел природного та штучного освітлення та вибором світильників з адекватними світловими характеристиками. Зменшенню відблисків сприяє застосування захисних козирків та спеціальних при екранних фільтрів.

В полі зору користувача ВДТ має бути забезпечений відповідний розподіл яскравості. Відношення значень яскравості робочих поверхонь не повинно перевищувати 3:1, а робочих поверхонь і навколишніх предметів (стін, обладнання, меблі) - 5:1. Коефіцієнт (Кз) для освітлювального устаткування загального освітлення повинен дорівнювати 1,4.

Для раціонального використання штучного освітлення необхідно в її електричній схемі живлення передбачити систему вимикачів, за допомогою якої можна регулювати інтенсивність штучного освітлення залежно від інтенсивності природного, а також освітлювати тільки потрібні для роботи зони приміщення.

Надійність та ефективність природного і штучного освітлення приміщень з ВДТ залежить від своєчасності та ретельності їх обслуговування. Забруднення скла світлових отворів, ламп, світильників може знизити освітленість приміщень в 1,5-2,0 рази. Тому віконне скло та світильники необхідно очищати не рідше ніж два рази на рік, та своєчасно проводити заміну перегорівших ламп.

4. Розрахунок загального штучного освітлення приміщення за методом коефіцієнта використання світлового потоку


Розрахувати загальне штучне освітлення приміщення за методом коефіцієнта використання світлового потоку для приміщень розмірами, що наведені в таблиці 4.1.а.

Керуючись СНіП II-4-79, вибрати джерело світла для заданого приміщення і кількості ламп в одному світильнику.

Потрібно:

. Вибрати джерело світла і тип світильника;

. Вибрати тип лампи, що забезпечує нормовану освітленість при прийнятій нижче (в подальших розрахунках) їхній кількості, аргументувати необхідний світловий потік однієї лампи;

. Обґрунтувати норму освітленості робочих поверхонь у заданому приміщенні;

. Залежно від індексу приміщення та сполучення коефіцієнтів відбиття визначити коефіцієнт використання світлового потоку;

. Розрахувати кількість світильників (та кількість ламп в одному світильнику);

Таблиця 4.1.а - Вихідні дані за варіантами

Група варіативних параметрів а

Види приміщень

Розміри приміщень а × b × h, м

Ен

Примітка

Варіант

1

Читальний зал

15 × 8 × 4,0

300

а - довжина,  b - ширина, h - висота приміщення, м


2

Спортивний зал

30 × 12 × 5,0

200



3

Конструкторське бюро

10 × 8 × 4,0

500



4

Машинописне бюро

8 × 6 × 3,5

400



5

Навчальна аудиторія

15 × 8 × 4,5

300



6

Зал засідань

12 × 10 × 5,0

200



7

Столярна майстерня

16 × 10 × 5,0

300



8

Актовий зал

20 × 12 × 5,0

200



9

Котельня

12 × 8 × 6,0

200



10

Торговий зал

15 × 8 × 4,5

300


 

Вказівки до розв’язання задачі

Розрахунок ведуть методом загального рівномірного штучного освітлення за коефіцієнтом використання. Залежно від розмірів і призначення приміщення (а також враховуючи варіативні вихідні дані) намічають принципову конструкцію освітлюваної установки, тип джерел світла в ній та ін. (табл. 4.1.б).

Таблиця 4.1.б - Вихідні дані за варіантами

Група варіативних параметрів б

Лампи

Тип ламп

Коефіцієнти відбиття:




стелі

стін

підлоги

Варіант

1

Г-300

70

60

30


2

газорозрядні

ЛБ-40

70

50

10


3

газорозрядні

ЛДЦ-40

50

30

10


4

розжарювання

Г-40

30

10

10


5

газорозрядні

ЛД-40

50

30

10


6

газорозрядні

ЛБ-30

70

60

30


7

газорозрядні

ЛД-80

70

50

10


8

газорозрядні

ЛДЦ-80

50

30

10


9

розжарювання

Г-300

70

50

10


10

газорозрядні

ЛДЦ-80

30

10

10


Використовуючи табл. 4.2, визначають необхідний світловий потік однієї лампи Ф л, що забезпечує нормовану освітленість.

За СНіП II-4-79 визначають норму освітленості для заданого приміщення Ен, лк залежно від його функціонального призначення).

Залежно від геометричних характеристик приміщення знаходять i - індекс приміщення:

 

i = S / [hр(a+b)],                                       (4.3)

де S - площа приміщення,м2;

 

S = a · b                                                    (4.4)

 

a - довжина, b - ширина приміщення, м;

h - висота підвіски світильника над освітлюваною поверхнею (не плутати із загальною висотою приміщення), м.

Висота робочих поверхонь (столів) hp.п=0,7 м, відстань від світильника до стелі hc= 0,5 м.

Визначаємо висоту підвісу світильників над підлогою

ho=h - hc, м                                              (4.5)

Висота підвісу світильника над робочою поверхнею дорівнює:

hp= ho - hр.п, м                                        (4.6)

Знаючи індекс приміщення i та сполучення коефіцієнтів відбиття сстелі; сстін; спідлоги, за табл. 3 визначають так званий коефіцієнт використання світлового потоку: з,%:

 

з = f(і; сстелі; сстін; спідлоги),

де сстелі; сстін; спідлоги - коефіцієнти відбиття відповідно стелі, стін та підлоги (табл. 4.1.б).

Рівномірність освітлення досягається при відповідному співвідношенні відстані між світильниками L і висоти їх підвісу hp. Визначимо рекомендовану відстань між світильниками враховуючи, що для світильників типу «Універсаль» (лампи розжарювання) L/hp= 1,2-2,0; для світильників з ДРЛ (газорозрядні лампи) L/hp= 0,7-1,4.

Необхідна кількість світильників становить

, шт.                                        (4.7)

Потім виконують розрахунок лампочок:

 

n = (Ен · S · K3 · Z) / (N · Фл · з),               (4.8)

 

де N - кількість світильників, шт. При розрахунку слід вважати, що n (та N) - неодмінно ціле число (не можна зробити якусь дрібну частину лампи чи світильника);

n - кількість ламп в одному світильнику, шт. Світильники з лампами розжарювання можуть мати довільне число ламп. Люмінесцентне освітлення в приміщеннях з постійним перебуванням людей для боротьби з явищем пульсації світлового потоку вимагає число ламп в одному світильнику, кратне 2, тобто n=2, n=4, n=6 тощо. У приміщеннях з постійним перебуванням людей категорично забороняється застосовувати однолампові люмінесцентні світильники, що живляться від змінного струму і не мають спеціальних засобів боротьби із пульсацією;

Ф л - світловий потік однієї лампи, лм (беруть з технічних характеристик ламп);

Ен - нормована освітленість за СНіП II-4-79, лк;

K3 - коефіцієнт запасу, що враховує старіння, запилення світильників (див. табл. 4.4).

Z - коефіцієнт рівномірності: для ламп розжарювання Z = 1,15, для люмінесцентних (газорозрядних) - Z = 1,1;

S - площа приміщення,м2;

з - коефіцієнт використання, визначають за таблицями (табл. 4.3). У вищезгадану формулу підставляють у частках одиниці (а не у відсотках).

Таким чином, на підставі розрахунку визначають необхідну кількість ламп (n); обирають місця розташування світильників і їхню кількість N, що показують на графічній схемі (де зображують розстановку світлових приладів на стелі).

Таблиця 4.2 - Світлові характеристики ламп

Тип лампи розжарювання

Напруга живлення 220 В

Тип газорозрядної лампи

Напруга живлення 220 В


Світловий потік, лм


Світловий потік, лм

1

2

4

5

В-15

105

ЛДЦ-20

820

В-20

220

ЛД-20

920

Г-40

400

ЛБ-20

1180

К-40

460

ЛДЦ-30

1450

Г-60

715

ЛД-30

1640

БК-100

1450

ЛБ-30

2100

Г-150

2000

ЛДЦ-40

2100

Г-200

2800

ЛД-40

2340

Г-300

4600

ЛБ-40

3000

Г-500

8300

ЛДЦ-80

3560

Г-750

13200

ЛД-80

4070

Г-1000

18600

ЛБ-80

5220


Таблиця 4.3 - Коефіцієнт використання з для різних типів ламп

Сполучення коефіцієнтів відбиття →

Лампи розжарювання

Газорозрядні лампи

Індекс приміщення i

сстелі

70

70

50

30

70

70

50

30


сстін

60

50

30

10

50

50

30

10


спідлоги

30

10

10

10

30

10

10

10

0,5

24

22

20

17

30

30

23

20

0,6

34

32

26

23

37

36

30

27

0,7

42

39

34

30

42

40

33

31

0,8

46

44

38

34

45

43

37

34

0,9

49

47

41

37

47

45

40

37

1,0

51

49

43

39

49

47

41

40

1,1

53

40

45

41

54

50

43

42

1,25

56

52

47

43

55

53

47

44

1,5

60

55

50

46

59

56

50

48

1,75

63

58

53

48

62

56

53

50

2

66

60

55

54

67

60

56

53

2,25

68

62

57

53

69

62

57

54

2,5

70

64

59

55

71

63

59

57

3

73

66

62

58

73

66

60

58

3,5

76

68

64

61

75

67

61

59

4

78

70

66

62

77

69

63

61

5

81

73

69

64

79

70

66

63


Таблиця 4.4 - Коефіцієнт запасу

Освітлювальні прилади

Коефіцієнт запасу для


ламп розжарювання

газорозрядних ламп

Прожектори та інші освітлювальні прилади із посиленням світла 5 та більше

1,5

1,7

Світильники

1,3

1,5



Література

Купчик М.П., Гандзюк М.П., Степанець І.Ф., Вендиченський В.Н. та ін. Основи охорони праці. - К.: Основа, 2000. - 416 с.

Пістун І.П., Кіт Ю.В., Березовецький А.П. Практикум з охорони праці /За заг.ред. І.П. Піскуна. - Суми: “Університетська книга”, 2000. - 207 с.

Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Сторожук В.М. та ін. Практикум із охорони праці /За ред. В.Ц. Жидецького. - Львів: Афіша, 2000. - 352 с.

Безопасность труда на производстве. Производственная санитария. Справочное пособие. /Под ред. Б.М. Злобинского. - М.: Металургія, 1968. - 688 с.

Купчик М.П., Гандзюк М.П. та інші. Охорона праці. Лабораторний практикум. - К.: Основа, 1998. - 224 с.

Безопасность труда в промышленности: Справ. / К.Н. Ткачук, П.Я. Галушко, Р.В. Сабарно и др. - К.: Техніка, 1982. - 231 с.

Видеодисплейные терминалы и здоровье пользователей. - Женева: ВОЗ, 1989. - 150 с.

Доценко І.І., Габович Р.Д., Йонда М.Э. Умови праці з комп’ютером і їх оптимізація. - Львів: ЛДМУ, 1998. - 46 с.

Кисилев С.В., Кураков В.П. Оператор ЭВМ. - М.: ИРПО: Изд. Центр «Академия», 1999. - 208 с.

Энциклопедия по безопасности и гигиене труда: Пер. с англ. /Под ред. А.П. Бирюкова. В 4-х томах. - М.: Профиздат,1985-1988. - 987 с.

Роменов Г.М., Туркина Н.В., Коллещиков Л.С. Человек и дисплей. - Л.: Машиностроение, 1989. - 255 с.

Павленко А.Р. Компьютер, TV и здоровье. - К.: Основа, 1988. - 152 с.

Навакатікян О.О., Кальниш В.В., Стрюков С.М. Охорона праці користувачів комп’ютерних відеодисплейних терміналів. - К.: Охорона праці, 1997. - 400 с.

В.Ц. Жидецький. Охорона праці користувачів комп’ютерів. - Львів: Афіша, 2000. - 176 с.

ДНАОП 0.00-1.31-99. Правила охорони праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин. - К.: Держнаглядохоронпраці України, 1999. - 112 с.

Государственные санитарные правила и нормы работы с визуальными дисплейными терминалами электронно-вычислительных машин ДСанПИН 3.3.2.007-98. Гигиенические требования организации работы с визуальными дисплейными терминалами электронно-вычислительных машин. - К.: Министерство здравохранения Украины. Главное санитарно-эпидемиологическое управление, 1998. - 16 с.

Похожие работы на - Принципи охорони праці

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!