Введение 3
Глава I. Технические характеристики источников света и государственные нормативы освещенности рабочих мест 6
1.1 История создания и развития источников освещения 6
1.2 Виды источников освещения и их технические
характеристики 11
1.3 Государственные стандарты освещенности рабочих мест в учебных
заведениях и на промышленных объектах 20
Вывод по первой главе 27
Глава II. Изучение освещения учебных и промышленных объектов на занятиях по курсу «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления» 30
2.1 Лабораторная работа «Исследование электрических источников
света» 30
2.2 Примерная схема анализа результатов проделанной работы и
основные направления модернизации лабораторной работы 45
2.3 Современные возможности энергосбережения источников
освещения 47
Вывод по второй главе 51
Заключение 54
Список использованной литературы 57
Приложение
На сегодняшний день нам было бы сложно представить свою жизнь без искусственного света. Буквально повсюду, на работе и дома, в транспорте и на улице, мы сталкиваемся с современными средствами освещения, электроснабжения и электропотребления. Ни одно учебное заведение, предприятие не может обойтись без электричества и специальных осветительных и энергосберегающих систем.
Отечественными и зарубежными учеными разработаны и продолжают разрабатываться разнообразные типы источников света, использующих электрическую энергию. К ним относят: традиционные лампы накаливания, современные галогенные лампы, люминесцентные лампы, которые широко используются в учебных заведениях и на производстве.
Очень часто газоразрядные лампы и светодиодные лампы можно увидеть вечерами на улицах, на стадионах и на рекламных щитах. Конечно, это далеко не весь перечень источников освещения, используемых в системах электроснабжения и электропотребления.
Все это говорит о том, что без искусственных источников освещения человечество не мыслит своего существования в современном урбанистическом и технократическом обществе, что и раскрывает актуальность нашей работы.
Более того, ни для кого не секрет, что искусственное освещение влияет на физиологические процессы и психологическое самочувствие организма человека. Так, слишком яркий свет раздражает и приводит к быстрой утомляемости, а приглушенный свет, напротив, создает ощущение спокойствия, умиротворения и даже вызывает сонливость. С улучшением освещения повышается работоспособность, качество работы, снижается утомляемость, вероятность ошибочных действий, травматизма, аварийности. Недостаточное освещение ведет к перенапряжению глаз, к общему утомлению человека. В результате снижается внимание, ухудшается координация
движений, что может привести при конкретной физической работе к несчастному случаю. Кроме того, работа при низкой освещенности способствует развитию близорукости и других заболеваний, а также расстройству нервной системы. Повышенная освещенность тоже
неблагоприятно влияет на общее самочувствие и зрение, вызывая, прежде всего, слепящий эффект.
К тому же искусственное освещение выполняет множество полезных биологических функций. Богатые урожаи ранних ягод, фруктов и овощей можно получить в нашей стране только в теплицах с искусственными источниками света. Особенно это важно делать в районах крайнего севера и в крупных городах и промышленно развитых центрах.
Таким образом, освещение должно удовлетворять не только физиологическим, экономическим требованиям, которое чаще всего называется рациональным, но и отражать вопросы гигиенического характера и энергосберегающих технологий. К числу этих требований можно также отнести достаточная освещенность, равномерность, благоприятный спектральный состав, использование современных источников энергии и их альтернативных вариантов (солнечная, ветровая и другие).
Цель выпускной квалификационной работы состоит в исследовании и анализе возможностей различных источников освещения для более экономного энергосбережения в системах электроснабжения и электропотребления, используемых в учебных заведениях, в быту и на промышленных предприятиях.
Для достижения цели необходимо определить следующие задачи:
1) рассмотреть основные технические характеристики источников освещения бытовых и промышленных объектов, а также учебных заведений;
2) анализ норм освещенности учебных и промышленных объектов;
3) определение удельного электропотребления различных источников электрического освещения;
4) изучение научной методической литературы по теме выпускной квалификационной работы и составление подробного описания лабораторной работы по курсу «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления».
Объектом ВКР является анализ технических характеристик наиболее часто используемых источников освещения и государственных стандартов освещенности учебных и промышленных объектов.
Предмет исследования - изучение систем освещения учебных заведений, бытовых и промышленных объектов.
Структура данной работы состоит из введения, 2 глав, 6 параграфов, 1 принципиальной электрической схемы соединений, заключения, списка использованной литературы и приложений. В приложении представлены фотографии, таблицы и другая информация по теме исследования.
В ходе выполнения экспериментальной лабораторной работы мы выяснили:
Во-первых, что исследование электрических источников света является важнейшим элементом учебного процесса. Их организация и проведение помогает студентам закрепить полученные теоретические знания на практике, а также проверить степень понимания и усвоения основных положений учебных дисциплин в области энергетики. При выполнении лабораторной работы студенты не только ознакомились с различными источниками света и осветительными приборами, но и выполнили ряд теоретических и практических измерений электрических и светотехнических величин, расчетов в области освещённости светового потока, светоотдачи учебных аудиторий и других помещений. В ходе выполнения лабораторной работы студенты повторили теоретические сведения в области электромагнитного излучения, светового распределения светильников, устройства и работы осветительных приборов и источников света разнообразными лампами накаливания и другого технического оборудования.
Каждый из студентов прошел строгий инструктаж по технике безопасности, четко выполнял инструкцию и порядок выполнения лабораторной работы, использовал необходимый перечень аппаратуры, знакомился с электрической схемой соединений и имел возможность внести свой вклад в модернизацию организации лабораторного практикума «Энергосбережение в системах электроснабжения и электропотребления» [13].
Во-вторых, анализ результатов проделанной работы экспериментальной лабораторной работы дал возможность убедиться в том, что наиболее экономичными энергетическими источниками являются люминесцентные и светодиодные лампы. Их часто называют энергосберегающими лампами или
технологиями нового типа.
В-третьих, в ходе организации экспериментальной лабораторной работы мы убедились в том, что лишь в сочетании с использованием систем автоматического управления освещением мы имеем возможность получить 2 вида классов светильников, условно называемые, локальные и централизованные.
Для локальных систем характерно управление только одной группой светильников, в то время как централизованные системы допускают подключение практически бесконечного числа раздельно управляемых групп светильников.
Более того, локальные системы управления освещением могут быть подразделены на группы: 1) "системы управления светильниками”; 2)”
системы управления освещением помещений".
К тому же, сочетание локальных и централизованных систем управления осветительными приборами позволяет перейти на управление всеми инженерными системами зданий: будь-то, отопление помещений, их
кондиционирование, пожарная или охранная сигнализация, соблюдение правил техники безопасности людей. Конечно, к такому выводу по использованию традиционного набора лабораторного оборудования слабоуспевающим студентам прийти достаточно сложно. Однако как показал наш скромный опыт, наилучших результатов в этой работе можно добиться, если осуществлять проведение базовых и экспериментальных занятий с использованием технического оборудования и аппаратуры, например, серии «com3lab» и ЭССЭСП.001 РБЭ и его новейших модификаций [19].
Проблемы энергетического сбережения в Российской Федерации за последние десятилетия приобрела особую остроту и значимость. Вызвано, это в том числе и тем, что на единицу выпускаемой продукции наша страна расходует несколько раз больше энергоносителей, чем большинство развитых стран мира. Для решения этой проблемы, в рамках модернизации российской системы высшего образования, был организован цикл занятий по изучению темы «Системы освещения бытовых и промышленных объектов», в рамках которой мы постарались решить ряд исторических, технических и экономических вопросов, связанных с задачами энергосбережения в системах электроснабжения и электропотребления.
Из глубокого изучения вопросов истории создания источников освещения, мы определили, что изобретение искусственных источников света, было, есть и остается одним из главнейших и величайших открытий в жизни человека с середины XIX до начала XXI века.
Здесь мы убедились, что современный опыт технического, социального и экономического развитие человеческого сообщества во многом зависит от его возможностей использовать в жизни и других сферах деятельности искусственные источники освещения. В качестве этих источников могут выступать электрические лампы накаливания, люминесцентные источники освещения, а также светодиоды. Конечно, весь перечень современных источников искусственного света этими тремя видами не исчерпываются, однако наш выбор был определен, в первую очередь из электротехнических характеристик источников света, доступных самому широкому кругу студенческой молодежи.
В ходе исторического экскурса мы выяснили, что их срок службы наиболее традиционных источников света составляет от нескольких десятков до тысяч часов непрерывного действия, кроме того они обладают достаточно высокой эффективностью и не создают вредных электромагнитных излучений.
Более того, рассмотренные нами источников освещения безотказно могут работать при положительных и минусовых температурах, имеют неплохой КПД и возможности для поисков резервов к снижению энергопотребления.
Существующие недостатки рассмотренных нами искусственных источников освещения были подробно рассмотрены в первой главе, что не помешало нам сделать эти виды электрических ламп предметом исследовательской лабораторной работы.
В ходе экспериментальной лабораторной работы, обработки данных с помощью специальных формул курса физики и электротехники, заполнения таблиц мы убедились, что наиболее энергосберегающими видами искусственного освещения являются люминесцентные и светодиодные лампы.
К сожалению, в отдельных случаях высокая цена люминесцентных ламп и недостаток количества выпускаемых светодиодных ламп ограничивают сферу их применения.
Для решение этой, частной задачи, мы постарались глубоко изучить государственные стандарты освещенности бытовых, учебных и промышленных объектов.
Здесь мы исходили из положения, что нормы освещения, представленные в государственных стандартах, направлены на повышение уровня эффективности жизни людей в учебных заведениях, сравнивая их с другими объектами их жизни, в частности, на производстве и в быту. Они были представлены по трем направлениям, что обеспечило сочетание естественного и искусственного, применение искусственного освещения в учебных заведениях, на производстве и быту и проведение расчетов при оценке искусственного освещения различных видов источников света в лабораторных условиях.
Для расчета мощностей искусственных светильников мы воспользовались формулой: Р=pS/N, где р - удельная мощность освещения ватт на метр квадратный, величина S - это площадь в м2 для рассчитываемого помещения, а N - это количество светильников, используемых для исследовательских целей.
При выполнении экспериментальной лабораторной работы мы убедились, что исследование электрических источников света является важнейшим элементом учебного процесса; анализ результатов проделанной работы экспериментальной лабораторной работы дал возможность убедиться в значимости люминесцентных и светодиодных ламп, как энергосберегающих источников света.
Более того, при анализе данных полученных в ходе экспериментальной лабораторной работы было доказано, что разумное сочетание энергосберегающих источников света с использованием систем автоматического управления дает возможность более качественно решать вопросы энергосбережения в системах электроснабжения и электропотребления, а также систем освещения бытовых и промышленных объектов.
Таким образом, правильно выполненная система освещения играет существенную роль в снижении производственного травматизма, уменьшения потенциальной опасности многих производственных факторов, создает нормальные условия работы, повышает общую работоспособность населения страны и продолжительность их жизни.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
