Безопасность жизнедеятельности на производстве

2.3.2. Расчет прожекторного  освещения строительных площадок 

Задание 2. Рассчитать методом удельной мощности прожекторной установки и методом изолюкс потребное количество прожекторов для общего равномерного освещения строительной площадки по исходным данным табл.1 и разместить их на плане площадки. При этом минимальную освещенность принять: 2лк. 

Исходные  данные для варианта №13:

Размер площадки — 175х125 м;

Вид выполняемых  работ — возведение здания высотой 18 метров 

Расчет количества прожекторов ведем в следующем  порядке:

1. Определяем  нормативное значение освещенности. Принимаем Е_н = 2 лк [2].

2. Выбираем прожекторы  и тип лампы по прил. 1 [2].

При ширине площадки 125 м можно использовать:

— ПЗС-45 (ПСМ-50) с  лампой ДРЛ 700 Р_уд=0,35 Вт/м²;

— ПКН-1500-2 с лампой КГ 1500 Р_уд=0,65 Вт/м².

По удельной мощности наиболее экономичен прожектор  ПЗС-45 с лампой ДРЛ 700.

Р_л=700 Вт, 2β_в=100⁰, 2β_г=100⁰, I_max=30000 кд.

3. Определяем  количество прожекторов методом удельной мощности по формуле:

,

где m — коэффициент, учитывающий световую отдачу источников света (табл. прил. 3 [2]);

      k — коэффициент запаса (табл. 2 [2]);

      А — освещаемая площадь.

Имеем

шт.

Принимаем 9 прожекторов.

4. Определяем  минимальную высоту установки  прожектора по формуле:

м,

или по табл. прил. 4 [2]: = 11 м для нормируемой освещенности в 2 лк.

Окончательно  принимаем 20 м.

5. Определяем  оптимальный угол наклона прожектора в вертикальной плоскости по табл. 1 прил. 1 [2]: =15⁰.

6. Размещаем  прожекторы на плане площадки  равномерно по периметру. Схему  размещения уточняем после построения  изолюксы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет методом  изолюкс 

1. Определяем  расчетное значение освещенности  для изолюксы по формуле:

лк.

2. Выбираем прожектор  и тип лампы; находим график  изолюкс (рис. 9-12 [3]).

3. Рассчитываем  изолюксу.

Расчет ведем  в табличной форме.

4. Строим изолюксу.

Рис. 1 Изолюкса прожектора ПЗС-45 с лампой ДРЛ 700, установленного на высоте 20 м под углом θ=15⁰ к горизонту на расчетную освещенность е = 1,7 лк

Рис. 2 Схема компоновки изолюкс

Под прожекторными  мачтами образуется неосвещенная зона (мертвое пространство) длиной 4,3 м. Для освещения территории под  мачтами предусматриваем установку  на них дополнительных светильников с лампами накаливания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание 3. Рассчитать механическую вытяжную вентиляцию для помещения, в котором выделяется газ и наблюдается избыточное явное тепло по исходным данным табл. 3.3. Подобрать необходимый вентилятор, тип и мощность электродвигателя и указать основные конструктивные решения. 

Исходные  данные для варианта №13:

Количество выделяющихся вредностей: m_вр = 0,7 кг/ч; = 20 кВт.

Параметры помещения  — 30х24х9,6 м;

Температура воздуха  — t_п = 19 ⁰С; t_у = 23 ⁰С

Концентрация газа — С_у = 10 мг/м³;

Число работающих в смену — n = 38 чел. 

Рис. 1 Схема воздуховодов вытяжной вентиляции

Расчет вытяжной механической вентиляции ведем в  следующем порядке:

1. Определяем  потребное количество воздуха.

а) При наличии  избытков явной теплоты в помещении  потребный расход воздуха, м³/ч, вычисляют по формуле:

 м³/ч.

б) При наличии  выделяющихся вредных веществ в  помещении потребный расход воздуха, м³/ч, вычисляют по формуле:

                                     ,    (1)

где С_п — концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м³, принимается не более 30% от ПДК в рабочей зоне.

Принимаем С_п = 0,2· С_у = 0,2·10 = 2 мг/м³.

Тогда по формуле (1) имеем:

м³/ч.

в) Исходя из норм взрывопожарной безопасности потребный  расход воздуха, м³/ч, вычисляют по формуле:

                                     ,    (2)

где С_нк — нижний концентрационный предел распространения пламени по газо-, паро- и пылевоздушным смесям, мг/м³, принимается равным 45…92 г/м³ для газа.

Принимаем С_нк = 70 г/м³.

Тогда по формуле (2) имеем:

 м³/ч.

г) Принимаем  для дальнейших расчетов наибольший из получившихся расходов, таким образом, L_п = 87500 м³/ч.

д) Уточним найденное  значение L_п по минимальному расходу наружного воздуха, м³/ч, определяемому по формуле:

                                     ,    (3)

где m — норма воздуха на одного работающего, м³/ч, принимается по прил. 19 [2];

      z — коэффициент запаса, равный 1,1…1,5.

Принимаем m = 60 м³/ч; z = 1,5.

Тогда по формуле (3) имеем:

м³/ч.

Окончательно  принимаем L_п = 87500 м³/ч, т. к. L_п > L_min.

2.Выбираем воздуховод  круглого сечения и ведем аэродинамический  расчет.

а) Принимаем  равномерную вытяжку потребного воздуха L_п через 4 вытяжных отверстия, т. е. по через каждое ответвление:

м³/ч.

б) Определяем суммарное  значение коэффициентов местных  сопротивлений на участках по формуле:

                               ,    (4)

где  — коэффициент местного сопротивления поворота;

       = — суммарный коэффициент местного сопротивления вытяжных тройников;

       — коэффициент местного сопротивления  при сопряжении потоков под острым углом, равный 0,4.

На участках а, 1, 2 и 3 давление теряется на входе, в двух отводах и в тройнике. Коэффициент местного сопротивления на входе зависит от выбранной конструкции конического коллектора. Последний устанавливается под углом α = 30⁰ и при соотношении = 0,05, тогда по справочнику коэффициент равен 0,8. Два одинаковых отвода запроектированы под углом α = 90⁰ и радиусом закругления = 2. Для них коэффициент местного сопротивления ζ_о = 0,15.

Потерю давления в штанообразном тройнике с углом  ответвления в 15⁰ ввиду малости не учитываем. Таким образом суммарный коэффициент местных сопротивлений на участках а, 1, 2 и 3 равен:

.

На участках б и в местные потери давления только в тройнике, которые ввиду малости не учитываем. На участке г потерю давления в переходном патрубке от вентилятора ориентировочно оценивают коэффициентом местного сопротивления ζ_г = 0,1. На участке д расположена выпускная шахта, коэффициент местного сопротивления зависит от выбранной ее конструкции. Поэтому выбираем тип шахты с плоским экраном и его относительным удлинением 0,33, а коэффициент местного сопротивления составляет 2,4. Таким образом, ζ_д = 2,4.

в) Определяем диаметры, мм, воздуховодов из уравнения расхода  воздуха:

                                     ,    (5)

где v — скорость на данном участке, м/с, для вытяжной системы принимается 10…25 м/с.

Начинаем с  наиболее удаленного от вентилятора участка (участок а), задавшись для него скоростью v =15 м/с. Тогда по формуле (5) имеем:

м.

Округляем до 800 мм, но при этом скорость необходимо уточнить по формуле:

м/с.

Расчет ведем  в табличной форме.

Таблица 1

 

3. По общей  потере давления в рассчитанном  воздуховоде и потребному расходу  воздуха подбираем вентилятор

Вентилятор ВЦ4-75

Рабочая характеристика Е16-4

Колесо №16

Частота вращения 1475об/мин

Типо-размер двигателя 4А200М4

Мощность 37кв

Масса 2560кг 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание 4. Рассчитать заземляющее устройство для заземления трехфазного электродвигателя серии 4А напряжением U = 380 В, питающегося от сети с изолированной нейтралью по исходным данным таблицы 1. 

Исходные  данные для варианта №13:

Грунт — супесь;

Измеренное сопротивление  грунта —  Ом·м;

Мощность трансформатора —  кВ·А;

Тип заземлителей:

вертикальный  пруток мм,

горизонтальный  пруток мм;

Расстояние от поверхности грунта до верхнего конца  заземлителя —  м;

Длина вертикального  заземлителя —  м;

Отношение расстояния между смежными вертикальными  заземлителями  к их длине . 

Расчет защитного  заземления ведем в следующем  порядке:

1. Определяем  предельно допустимое сопротивление  заземляющего устройства.

При мощности трансформатора кВ·А согласно п. 1.7.104 ПУЭ предельно допустимое сопротивление заземляющего устройства Ом.

2. Определяем  сопротивление одиночного вертикального  заземлителя по формуле:

                         ,   (1)

где  м;

       — расчетное сопротивление грунта в том месте, где будет сооружаться сопротивление, определяется по формуле:

                                     ,    (2)

где  — климатический коэффициент, принимаем для II климатической зоны для вертикальных заземлителей длиной 5 м и нормальной влажности равным 1,3.

По формуле (2) имеем:

Ом·м.

Тогда по формуле (1):

Ом.

 

Рис. 1 Схема вертикального заземлителя

3. Определяем  ориентировочное число вертикальных  заземлителей в заземляющем устройстве по формуле:

                                     ,     (3)

где  — коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящий от их количества и отношения расстояния между заземлителями к их длине.

В первом приближении принимаем .