ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Будь-яка комп’ютерна мережа, створена спочатку для внутрішніх потреб з плином часу буде під’єднана до всесвітньої павутини.

Далі буде розказано, як організувати доступ до Internet, використовуючи один з комп'ютерів як маршрутизатор (роутер). Для цього в нім повинні стояти дві мережеві карти. Наприклад, одна – вбудована в материнську плату, а друга – зовнішня, вставлена в PCI слот.

До другої мережевої карти роутера (перша підключена в локальну мережу) підключаємо дріт, що йде від провайдера. Це може бути вита пара (кросовер або прямий кабель) від ADSL модему, так само вита пара, протягнута монтажниками локальної мережі вашого району або інші види підключення.

Цілком можлива ситуація, що ADSL модем (або інший подібний пристрій) підключається до комп'ютера через USB інтерфейс, тоді друга мережева карта не потрібна зовсім. Можливо так само, що компьютер-роутер є ноутбуком, у якого є одна мережева карта, підключена дротом в локальну мережу і WI-FI (безпровідна) мережева карта, підключена до безпровідної мережі провайдера.

Рисунок 4.13 – Мережеві підключення

Головне, що у вікні Мережеві підключення видно два мережеві інтерфейси. В даному випадку лівий інтерфейс у розділі ЛОМ чи високошвидкісний Інтернет маємо два інтерфейси. Також в наявності є підключення через телефонний модем. Зрозуміло, назви інтерфейсів відрізнятимуться у кожному конкретному випадку. Нехай локальна мережа, яку необхідно під’єднати до Інтернет буде підключення по проводовому інтерфейсу Підключення по локальній мережі.

До реалізації наступних кроків зовнішній інтерфейс (що дивиться в Інтернет) повинен бути настроєний. Тобто з комп'ютера, що буде роутером, доступ в Інтернет вже повинен працювати. У загальному випадку інтерфейс повинен автоматично отримати потрібні настройки від провайдера (за допомогою DHCP сервера). Можна перевірити, чи отримала мережева карта якісь адреси. Зустрічаються варіанти, коли представник провайдера видає Вам список параметрів для ручної конфігурації адаптера (як правило, це IP адреса, список DNS-серверів і адреса шлюзу).

Рисунок 4.14 – Налаштування дозволу використання Інтернет

Для активації доступу до Інтернет для всієї локальної мережі натискуємо правою кнопкою на зовнішньому (що дивиться убік Інтернет) інтерфейсі.

Вибираємо закладку Додатково. І тут ставимо галочку напроти пункту «Дозволити іншим користувачам мережі використовувати підключення до Інтернету даного комп’ютера». Якщо потрібно, що б цим Інтернет доступом можна було управляти з інших комп'ютерів локальної мережі, включаємо «Дозволити іншим користувачам мережі керувати загальним доступом до підключення до Інтернету».

Якщо на ПК не використовується який або додатковий файрвол (брандмауер), крім вбудованого в Windows (тобто програма, яка була додатково встановлена на машину), то обов'язково включаємо файрвол (захист нашого роутера від зовнішнього світу.

Якщо додатковий файрвол встановлений, то вбудований захист можна не активувати, а лише налаштувати зовнішній брандмауер. Головне – що б файрвол на інтерфейсі, що дивиться убік Інтернет обов'язково був включений, вбудований або зовнішній.

Рисунок 4.15 – Підключений загальний доступ до Інтернет

Після підтвердження (натиснення кнопки OK) в комп'ютері активується режим роутера, NAT, що реалізовується за допомогою механізму. А над мережевим інтерфейсом, де цей механізм активований, з'являється символ долоні (замок зверху означає включення захисту файрволом цього інтерфейсу).

Прямим наслідком цього режиму є зміна адреси на локальному (що дивиться в локальну мережу) інтерфейсі маршрутизатора на 192.168.0.1 з маскою підмережі 255.255.255.0. Окрім цього на комп'ютері, виступаючому в ролі маршрутизатора, активується сервіс DHCP (маршрутизатор починає роздавати потрібні параметри IP-адресації на всі комп'ютери локальної мережі), і DNS (перетворення IP адрес в доменні імена і назад). Маршрутизатор стає шлюзом за умовчанням для решти всіх комп'ютерів мережі.

Рисунок 4.16 – Підключений загальний доступ до Інтернет

А ось як це виглядає з погляду решти комп'ютерів локальної мережі. Всі вони отримують потрібні настройки IP-адресації від маршрутизатора по DHCP. Для цього, зрозуміло, в настройках їх мережевих карт повинні стояти автоматичне отримання IP адреси і DNS. Якщо це не було зроблено, то нічого працювати не буде.

При правильній настройці мережевої карти, комп'ютери отримають адреси з діапазону 192.168.0.2 – 254 з маскою 255.255.255.0. Як шлюз за умовчанням і DNS сервера буде встановлений адреса 192.168.0.1 (адреса маршрутизатора).

Починаючи з цього моменту, комп'ютери локальної мережі повинні дістати доступ в Інтернет. Перевірити це можна, відкривши який-небудь сайт в Internet Explorer або пропінгувавши яку-небудь адресу в Інтернеті, наприклад, www.ukr.net. Для цього треба натиснути Пуск → Виконати і у віконці, що з'явилося, набрати ping www.ukr.net –t. Ключ «-t» дає можливість нескінченного пінгу (без нього буде послано всього чотири пакети, після чого команда завершить роботу, і вікно з нею закриється).

Рисунок 4.17 – Перевірка роботи Інтернет

У разі нормальної роботи каналу в Інтернет, вивід на екран від команди ping повинен бути приблизно такий, як на рис. 4.17, тобто відповіді повинні йти. Не у всіх провайдерів дозволений ICMP протокол, по якому працює команда ping. Іншими словами, цілком можлива ситуація, що пінг не проходить, але доступ в Інтернет є (сайти відкриваються нормально).

Докладніше про механізм NAT. NAT – Network Address Translation, тобто технологія трансляції (перетворення) мережевих адрес. За допомогою цього механізму декілька машин з однієї мережі можуть виходити в іншу мережу використовуючи тільки одну IP–адресу (вся мережа маскується під однією IP–адресою). У нашому випадку це буде IP–адреса зовнішнього інтерфейсу (другої мережевої карти) маршрутизатора. IP–адреси пакетів з локальної мережі, проходячи через NAT (убік Інтернет), перезаписуються адресою зовнішнього мережевого інтерфейсу, а повертаючись назад, на пакетах відновлюється правильна (локальна) IP–адреса машини, яка і посилала початковий пакет даних. Іншими словами, машини з локальної мережі працюють зі своїми адресами, нічого не помічаючи. Але з погляду зовнішнього спостерігача, що знаходиться в Інтернет, в мережі працює лише одна машина (наш маршрутизатор з активованим механізмом NAT), а ще дві, три, сто машин з локальної мережі, що знаходиться за маршрутизатором для спостерігача не видимі зовсім.

З одного боку, механізм NAT дуже зручний. Адже, отримавши лише одну IP–адресу (одне підключення) від провайдера, можна вивести в глобальну мережу хоч сотню машин, буквально зробивши декілька натискань мишкою. Плюс локальна мережа автоматично захищається від зловмисників – вона просто не видима для зовнішнього світу, за винятком самого комп'ютера-маршрутизатора. Але є і зворотний бік медалі. Не всі протоколи (і, відповідно, не всі додатки) зможуть працювати через NAT. Але для переважної більшості програм механізм NAT залишиться повністю прозорим. Вони його просто не помітять, продовживши працювати, як ні в чому не бувало.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы.

1. Изучить методы измерения, принципы нормирования и расчета естественной освещенности в производственных помещениях.

2. Исследовать естественную освещенность на рабочих местах и дать ее гигиеническую оценку.

Сохранность зрения человека, состояние его нервной системы и безопасность на производстве в большой степени зависят от условий освещения. Рациональное освещение рабочих мест создает благоприятные условия труда, способствует повышению качества выпускаемой продукции и производительности труда.

В соответствии со строительными нормами и правилами (СНиП 23-05-95) в производственных помещениях с постоянным пребыванием в них людей для работ в дневное время необходимо предусматривать естественное освещение, которое создает наиболее благоприятные санитарно-гигиенические условия для трудовой деятельности человека по сравнению с искусственным освещением.

Одной из основных характеристик видимого (светового) излучения ( =0,38-0,76 мкм) является световой поток Ф, который измеряется в люменах (лм). Световым потоком называют поток лучистой энергии, оцениваемый глазом человека по световому ощущению. Световой поток, падая на рабочую поверхность, освещает ее. Плотность светового потока на освещаемой поверхности характеризуется освещенностью и измеряется в люксах (лк)

где dS - площадь элемента освещаемой поверхности (м²).

Естественное освещение создается лучами солнца. Проходя через атмосферу земли, солнечные лучи многократно преломляются в ней, рассеиваются по небосклону и сам небосклон становится источником света.

Различают три системы естественного освещения: боковое, осуществляемое через световые проемы в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое. Наиболее рациональным является комбинированное освещение, так как создает равномерное по площади помещения освещение.

Естественная освещенность непостоянна во времени и зависит от метеорологических факторов, времени дня и года. Для средних широт она колеблется от 600 до 120000 лк, а ночью в полнолуние освещенность составляет 0,2 лк. Поэтому характеризовать естественное освещение абсолютным значением невозможно. Для характеристики освещения принято относительная величина - коэффициент естественной освещенности е (КЕО)

(1)

где Eв - естественная горизонтальная освещенность в заданной точке внутри помещения;

Eн - одновременная наружная горизонтальная освещенность, создаваемая светом небосвода.

Коэффициент естественного освещения показывает, какую долю от одновременной горизонтальной освещенности на открытом месте при диффузном свете небосвода составляет освещенность в рассматриваемой точке производственного помещения и характеризует способность системы естественного освещения пропускать свет небосвода.

При определении норм естественной освещенности производственных помещений нормативные значения КЕО выбираются из табл.1 строительных норм и правил (СНиП 23-05-95) "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования" (см. планшет лабораторной работы) с учетом следующих факторов:

- характеристики зрительной работы (определяется в зависимости от наименьшего размера объекта различения , мм);

- системы освещения (верхнее, боковое или комбинированное);

- коэффициента светового климата m (m=0,8-1,2 в зависимости от района расположения здания на территории РФ);

- коэффициента солнечности С (зависит от ориентации здания относительно сторон света и составляет от 0,6 до 1,0);

- зоны РФ, характеризующиеся устойчивостью снежного покрова.

Нормируемое значение КЕО находится по формуле

Для зданий, расположенных в центре европейской части РФ, коэффициенты светового климата и солнечности равны единице, а зона устойчивости снежного покрова относится к "остальной территории РФ". Освещенность на рабочем месте создается не всем небосводом, а отдельным участком, определяемым световыми проемами, а так же отраженным светом от противостоящих объектов (рис.1). Попадая в помещение, свет многократно отражается от стен и потолка (рис.2), чем создается дополнительная освещенность рабочих мест.

Рис. 1. Схема создания освещенности прямым и отраженным от противостоящих зданий светом небосвода.

Для определения КЕО используются два метода: экспериментальный и графический.

При определении КЕО по первому методу расчет ведется по формуле (1), используя измеренные люксметром величины освещенности в заданной точке (Ев) и одновременной освещенности в горизонтальной плоскости под всем небосводом (Ен). Этот метод используется для определения или проверки освещенности в существующих производственных помещениях с целью установления их пригодности для того или иного вида работ при сравнении рассчитанного значения КЕО с нормативным, определяемым по СНиП (23-05-95).

При отсутствии экспериментальных данных, например, в проектируемых зданиях, КЕО для бокового освещения определяется расчетным путем по формуле:

,

где - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет небосвода;

q - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба;

- геометрический КЕО в расчетной точке, учитывающий свет, отраженный от противостоящих зданий;

R - коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания.

Рис. 2. Схема создания освещенности отраженным от внутренних поверхностей помещения светом.

Для определения геометрических КЕО ( , ) используется графический метод архитектора А.М. Данилюка с учетом того, что оконные проемы не имеют остекления и переплетов, а внутренние поверхности помещения не отражают света. Сущность этого метода состоит в том, что полусфера небосвода разбита на 100 меридианов и 100 пересекающих их параллелей. В результате на полусфере образуется 10000 площадок равномерного светового потока. Каждая из этих площадок создает освещенность в 10000 раз меньшую, чем освещенность всей полусферы небосвода. Таким образом, если через световой проем здания видна одна площадка небосвода, то создаваемая ею освещенность будет равна 0,0001 освещенности открытого места, а = 0,01% если будет видно К площадок, то =к·0,01%. В соответствии с этим геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий прямой свет неба, определяется по формуле =0,01·(n₁·n₂), где n₁ - количество лучей по графику I, проходящих через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения (рис. 3); n₂ - количество лучей по графику II, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения (рис.4).

Рис. 3

Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания ,определяется по формуле =0,01·(n₁'·n₂'), где n₁' - количество лучей по графику I, проходящих от противостоящего здания через световой проем в расчетную точку на поперечном разрезе помещения (рис. 5); n₂' - количество лучей по графику II, проходящих от противостоящего здания в расчетную точку на плане помещения (рис. 4).

Рис. 4 Номер полуокружности по графику I

Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов в помещении и фактического значения КЕО. Исходной величиной для расчета является величина коэффициента естественной освещенности в зависимости от разряда зрительной работы, определяемая по СНиП 23-05-95, значение которого совпадает с нормируемым значением этого коэффициента е_н (так как m=1, с=1).

При боковом освещении площадь световых проемов S₀, необходимая для обеспечения нормированного значения КЕО, будет равна

где S_П - площадь пола;

- общий коэффициент светопропускания световых проемов;

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении за счет света, отраженного от поверхности помещения;

- коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;

- световая характеристика окон;

K_З - коэффициент запаса;

e_н - нормативное значение КЕО, соответствующее заданному разряду зрительных работ.

Рис. 5.

Описание измерительных приборов и методов измерения КЕО.

Для получения экспериментальных значений освещенности используют люксметр Ю-116 (см. рисунок на планшете лабораторной работы), который состоит из измерителя и отдельного фотоэлемента с насадками. На боковой стенке корпуса измерителя расположена вилка для подсоединения селенового фотоэлемента. При освещении фотоэлемента в цепи, состоящей из фотоэлемента и гальванометра, возникает пропорциональный световому потоку ток, который отклоняет стрелку прибора. Для уменьшения косинусной погрешности применяется насадка на фотоэлемент, выполненная из белой светорассеивающей пластмассы. Насадка обозначена буквой "К" и применяется только совместно с одной из трех других насадок, имеющих обозначения "М", "Р", "Т". Каждая из этих насадок совместно с насадкой "К" образует три поглотителя с коэффициентами ослабления 10, 100, 1000, применяемые для расширения диапазона измерений освещенности.

Принцип отсчета значений освещенности состоит в следующем: при выбранной паре насадок ("КТ", "КР", "КМ") или без них против нажатой кнопки определяют наибольшее значение диапазона измерений. При нажатой кнопке, расположенной в правом ряду, отсчет ведут по верхней шкале гальванометра, при этом цифра против нажатой кнопки показывает максимальный предел измерения освещенности в люксах по верхней шкале. При нажатой кнопке, расположенной в левом ряду, отсчет ведется по нижней шкале с учетом значения предела измерений, указанного против нажатой кнопки. Например, на фотоэлементе установлены насадки "КР", нажата соответствующая этой паре насадок левая кнопка, против которой указан предел измерения нижней шкалы - 3000 лк. При отклонении стрелки гальванометра на 10 делений (по нижней шкале 0-30), действительное значение измеряемой освещенности будет 1000 лк.

Если при насадках "К", "М" и нажатой левой кнопке стрелка не доходит до 5-го деления по шкале 0-30, измерения производятся без насадок, т.е. открытым фотоэлементом. При измерении освещенности фотоэлемент и прибор располагаются горизонтально. После проведения измерений отсоединяют фотоэлемент от измерителя люксметра, надевают на него насадку "Т" и укладывают в футляр.

Для расчета геометрических КЕО используются графики A.M.Данилюка, выполненные на оргстекле, и схемы помещения лаборатории (разрез и план), выполненные на планшете. Количество лучей по графикам I и II подсчитывается в следующем порядке. График I накладывается на поперечный разрез помещения, центр графика "0" совмещается с заданной преподавателем точкой, а нижняя линия графика - с горизонталью рабочей поверхности (см. рис. 5) и подсчитывается количество лучей n_l и n₁', проходящих через световые проемы. Далее отмечается номер полуокружности на графике I, которая проходит через точку, совпадающую с центром окна. График II накладывается на план помещения так, чтобы его вертикальная ось проходила через заданную преподавателем точку, а горизонталь, номер которой соответствует номеру полуокружности по графику I, была параллельна оконным проемам и проходила через точку "С" (см. рис. 4). Подсчитывается количество лучей n₂. Лучи, отраженные от противостоящих зданий и проходящие через световой проем, подсчитываются по графику II аналогичным образом (см. рис. 4).