Внедрение системы управления освещением умного дома.

Экспериментально было доказано, что электростатическое поле способствует оседанию пыли и аэрозольных частиц на лице, шее, руках. Да, в зависимости от природы аэрозольных загрязняющих частиц у некоторых особо чувствительных к подобному воздействию людей могут возникать те или иные кожные реакции - сухость, аллергия.
Еще одно потенциально вредное влияние электростатического поля - это воздействие на ионный состав воздуха.
Одним из основных поглотителей аэроионов воздуха являются кинескопы телевизоров и мониторов. На их поверхности возникает положительный заряд, при нейтрализации которым отрицательных, полезных ионов воздушная среда в целом ухудшается.
Освещенность рабочего места
При недостаточной освещенности и напряжении зрения состояние зрительных функций находится на низком функциональном уровне, в процессе выполнения работы развивается утомление зрения, близорукость, головная боль, нервное напряжение и раздражительность, понижается общая работоспособность и производительность труда, возрастает количество ошибок.
Отношение освещенностей рабочей поверхности к полной освещенности окружающего пространства не должно превышать 10:1, так как при переводе взгляда с ярко освещенной поверхности на слабоосвещенную глаз вынужден адаптироваться, что ведет к развитию утомления зрения и затрудняет выполнение производственных операций.
Пульсация освещенности неблагоприятно сказывается на зрительной работоспособности и повышает утомление.

4.2 Разработка перечня мер по охране человека от негативного воздействия
Регулировка микроклимата в помещении
Для поддержания здоровья и работоспособности человека в нормальных пределах разработаны СанПиН 2.2.4.548-96 в которых представлены оптимальные и допустимые значения параметров микроклимата.
Для работ с компьютером микроклимат регламентируется санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 следующим образом. Там где работа на компьютере является основной и связана с нервно-эмоциональным напряжением, должны обеспечиваться оптимальные параметры микроклимата, предусмотренные действующими санитарными нормами производственных помещений] для работ категории 1а и 1б по тяжести. В производственных помещения, где работа на ПЭВМ является вспомогательной, параметры микроклимата должны поддерживаться в соответствии с категорией основных работ.
Категория работ определяется затратами человеком энергии.
В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата используют защитные мероприятия: системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсацию неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого. спецодежду и другие средства индивидуальной защиты, помещения для отдыха и обогрева. перерыв в работе, сокращение рабочего дня и др.
Борьба с запыленностью воздуха
Для работ с компьютерами содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны помещений регламентируется СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.
Для поддержания в помещениях нормального, отвечающего гигиеническим требованиям состава воздуха, удаления из него вредных газов, паров и пыли используют вентиляцию.
Механическая вентиляция, в зависимости от направления движения воздушных потоков, может быть вытяжной (отсасывающей), приточной (нагнетающей) и приточно-вытяжной. Если вентиляция происходит во всём помещении, то её называют общеобменной. Вентиляция сосредоточенная в какой-либо зоне, называется местной (локализующей). По времени действия вентиляция делится на постоянно действующую и аварийную.
Также необходимо, чтобы в помещении каждый день проводилась влажная уборка. В помещении не должно быть скопления бумажных изделий. Мебель должна быть из экологически чистых материалов.
Борьба с вредным воздействием шума
Санитарно-эпидемиологические правила и нормы СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 регламентируют шум, создаваемый ПЭВМ и шум на рабочем месте. Шум в производственных помещениях, где работа на компьютере является основной или вспомогательной, не должен превышать предельно допустимых уровней, предусмотренных для данных видов работ. Он влияет на класс условий труда.
Для предотвращения пагубных влияний шума необходимо соблюдать правильную эксплуатацию оборудования, его профилактическое обслуживание и своевременный ремонт.
Для снижения шума применяют глушители с использованием звукопоглощающих материалов, экраны, защищающие работающего от прямого воздействия звуковой энергии. Для борьбы с шумом на пути его распространения устанавливают звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции, а также глушители аэродинамических шумов. Среди средств индивидуальной защиты можно выделить противошумовые шлемофоны, наушники, заглушки, вкладыши (беруши).
Борьба с источниками шума очень затруднена, так как они (источники) заложены в конструкцию изделия. Так, например, источником шума печатающего устройства служат: печатающая головка, ее механический привод, шестерные передачи и т.п.
Наиболее действенным способом облегчения работ, является кратковременные отдыхи в течение рабочего дня при выключенных источниках шума.
Защита от полей и излучения
В России безопасность уровней ионизирующих излучений компьютерных мониторов регламентируется ГОСТ Р50948-96 и нормами НРБ-99. ГОСТ Р50948-96 ограничивает мощность дозы рентгеновского излучения величиной 100 мкР/час на расстоянии 5 см от поверхности экрана монитора, а НРБ-99 устанавливают для населения предел годовой эквивалентной дозы излучений на хрусталик глаза равный 15 мЗв.
Интенсивность энергетических воздействий в рабочем помещении нормируется ГОСТ 12.1.002-84. Электрическое и электромагнитные поля, создаваемые компьютером, регламентируются СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Помимо этого монитор компьютера должен соответствовать стандарту ТСО'99, либо в худшем случае TCO'92.
Необходимо избегать однонаправленных электромагнитных излучений, соблюдать рабочее расстояние от источников излучения.
Учитывая вредное действие электростатических полей, разработаны СанПиН 2.2.4.1191-03. Поэтому необходимо обеспечить хорошее кондиционирование воздуха и вентиляцию, а также просто почаще проветривать помещение с компьютерной техникой.
Организация освещенности рабочего места
При проектировании рабочего места должна быть решена проблема как искусственного, так и естественного освещения. Требования к рациональной освещенности рабочих помещений сводятся к следующим:
правильный выбор источников света и системы освещения;
создание необходимого уровня освещенности рабочих поверхностей;
ограничение слепящего действия света;
устранение бликов, обеспечение равномерного освещения;
ограничение или устранение колебаний светового потока во времени.
Искусственное освещение в помещениях с преимущественным применением ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения.
В СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 специально уделено внимание требованиям к освещению рабочих мест.
Расчет освещения рабочего места
Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.
Для освещения помещения, в котором работает оператор, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.
Естественное освещение – осуществляется через окна в наружных стенах здания.
Искусственное освещение – используется при недостаточном естественном освещении и осуществляется с помощью двух систем: общего и местного освещения. Общим называют освещение, светильники которого освещают всю площадь помещения. Местным называют освещение, предназначенное для определённого рабочего места.
Для помещения, где находится рабочее место оператора, используется система общего освещения.
Нормами для данных работ установлена необходимая освещённость рабочего места ЕН = 300 лк.
Расчёт системы освещения производится методом коэффициента использования светового потока, который выражается отношением светового потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному потоку всех ламп. Его величина зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемой коэффициентами отражения стен и потолка.
Общий световой поток определяется по формуле:
,
где ЕН – необходимая освещённость рабочего места по норме (ЕН=300 лк);
S – площадь помещения, м2;
z1 – коэффициент запаса, который учитывает износ и загрязнение светильников (z1=1.5);
z2 – коэффициент, учитывающий неравномерность освещения (z2=1.1);
( - коэффициент использования светового потока выбирается из таблиц в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка помещения.
Действия в чрезвычайных ситуациях. Пожарная безопасность
Пожарная безопасность помещений, имеющих электрические сети, регламентируется ГОСТ 12.1.033-81, ГОСТ 12.1.004-85.
Участок ПЭВМ по пожарной опасности относится к категории пожароопасных «В».
Пожар на производстве может возникнуть вследствие причин неэлектрического и электрического характера.
К причинам неэлектрического характера относятся:
неисправность производственного оборудования и нарушение технологического процесса;
халатное и неосторожное обращение с огнем (курение, оставление без присмотра нагревательных приборов);
неправильное устройство и неисправность вентиляционной системы;
самовоспламенение или самовозгорание веществ.
К причинам электрического характера относятся:
короткое замыкание;
перегрузка проводов;
большое переходное сопротивление;
искрение;
статическое электричество.
В помещении не должно быть легковоспламеняющихся материалов. Оно должно быть оборудовано углекислотными или порошковыми огнетушителями. Они должны быть размещены на видном легкодоступном месте на высоте не более 1,5 м от пола и на удалении от возможного очага возгорания не далее 20 м, т.к. помещение относится к категории B.
Если произошло возгорание электроприборов, то необходимо покинуть помещение, сообщить в пожарную службу, отключить электроэнергию и, если возгорание локальное, осуществить тушение огнетушителями.
На каждом огнетушителе имеется этикетка с указанием его марки, описанием подготовки к работе и приведением его в действие.
Если используется углекислотные огнетушители, то необходимо быть осторожным и не прикасаться к раструбу, который может сильно охладиться. Также следует учесть, что углекислый газ вытесняет воздух и нахождение в таком помещении небезопасно. При тушении необходимо огнетушитель поднести за ручку к очагу возгорания, направить раструб на огонь, выдернуть чеку, нажать рычаг. Можно многократно запускать огнетушитель в работу.
Порошковый огнетушитель доставляется к месту возгорания на расстояние не далее 5 м, выдергивают чеку, отклоняют горловину в сторону от себя и нажимают на рычаг. Подать порошок можно многократно.
В случае, когда огонь быстро распространяется, необходимо провести эвакуацию людей из здания согласно плану эвакуации.
Эргономичность проекта
Эргономическая безопасность персонального компьютера может быть охарактеризована следующими требованиями:
к визуальным параметрам средств отображения информации индивидуального пользования (мониторы);
к эмиссионным параметрам ПК - параметрам излучений дисплеев, системных блоков, источников питания и др.
Кроме того, важнейшим условием эргономической безопасности человека при работе перед экраном монитора является правильный выбор визуальных параметров самого монитора и светотехнических условий рабочего места.
Работа с дисплеем при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузке, к ухудшению зрения и т.п.
Если при работе на ПК необходимо одновременно пользоваться документами, то следует иметь в виду, что зрительная работа с печатным текстом и с изображением на экране имеет принципиального отличия: изображение светится, мелькает, дрожит, состоит из дискретных элементов, менее контрастно. Снизить или устранить утомление можно только правильным выбором режима воспроизведения изображения на экране, источника освещения (местного или общего), расположения материалов (в целях уменьшения длины или частоты перевода взгляда).
Человек должен так организовать свое рабочее место, чтобы условия труда были комфортными и соответствовали требованиям СНиП:
удобство рабочего места (ноги должны твердо опираться на пол; голова должна быть наклонена немного вниз; должна быть специальная подставка для ног);
достаточное пространство для выполнения необходимых движений и перемещений (руки при работе с клавиатурой должны находиться перед человеком; пальцы должны обладать наибольшей свободой передвижения; клавиши должны быть достаточно чувствительны к легкому нажатию);
необходимый обзор (центр экрана монитора должен быть расположен чуть ниже уровня глаз; монитор должен отстоять от глаз человека на расстоянии 45-60 сантиметров; должна регулироваться яркость и контрастность изображения);
рациональное расположение аппаратуры и ее органов управления и контроля (монитор должен быть расположен на расстоянии 60 сантиметров и более от монитора соседа; человек должен использовать держатель бумаги);
достаточное освещение (внешнее освещение должно быть достаточным и равномерным; должна быть настольная лампа с регулируемым плафоном для дополнительного подсвета рабочей документации);
нормальные условия в отношении шума и вибрации;
нормальный температурный режим;
нормальная влажность воздуха;
необходимая вентиляция.

5. Природопользование и охрана окружающей среды
5.1 Определение факторов оказывающих негативное воздействие на природу
Использование компьютеров требует решения таких важных вопросов, как утилизация отходов (микросхем, плат, дискет, кабелей).
При утилизации старых компьютеров происходит их разработка на семь фракций: металлы, пластмассы, штекеры, провода, батареи, стекло. Ни одна деталь не идет для повторного использования, так как нельзя гарантировать их надежность, но в форме вторичного сырья они идут на изготовление новых компьютеров или других устройств.
В развитых странах отходы кабелей рассматривают как ценный источник меди и алюминия. Поэтому фирмы соревнуются в разработке новых технологий для получения максимального эффекта восстановления сырья при минимальных потерях. При этом важным фактором является количество перерабатываемых отходов, так как при большом объеме переработки появляется возможность применения высокопроизводительных, специализированных машин, которые могут выполнять функции дробления и сепарации. Основной способ переработки отходов кабелей — первоначальная резка или дробление материала на части величиной 30–40 мм, а затем грануляция (размер частиц около 5 мм) и отделение металла. Выделение меди или алюминия можно проводить как «сухим», так и «мокрым» методом.
Современная технология изготовления элементов средств вычислительной техники (СВТ) позволяет достичь очень низкого уровня отказов элементов во время эксплуатации (приблизительно 1000000 ч/отказ). В связи с этим отпадает необходимость проведения ремонтных работ на месте эксплуатации современных средств вычислительной техники и как следствие не образуются отходы (неисправные микросхемы), содержащие драгоценные и редкоземельные металлы. Естественно, в сервисных центрах, специализирующихся на ремонте и техническом обслуживании СВТ, должен быть организован сбор и учет материалов, содержащих ценные металлы, с последующей обработкой этих материалов на специализированных заводах с целью из извлечения. При работе в условиях рыночной экономики предприятия должны быть сами заинтересованы во вторичной переработке, содержащих драгоценные металлы узлов и элементов при условии невозможности их использования.
Знание состава материала отработанных кабелей необходимо для выбора оптимального порядка действий при их утилизации и обезвреживании, который обеспечит максимальное использование материалов, главным образом металлов, а также минимизацию вредного воздействия отходов на окружающую среду. Достичь такой цели можно путем разумного подбора технологической линии, использующей как ручной труд (сортировка), так и современное высокопроизводительное оборудование (дробление, сепарация).
Эксплуатационные отходы, которые требуют очистки и разделения, представляют большую проблему. Они возникают во время аварий кабельных линий и электрических установок. Причиной аварий могут быть конструкторские, производственные либо монтажные ошибки, а также износ. Аварии возможны при атмосферном или другом воздействии окружающей среды и при повреждении изоляции.
Еще один источник образования отходов кабелей — лом электронного и электрического оборудования, срок службы которого зависит от многих факторов: внедрения новых технологий, платежеспособности населения, состояния народного хозяйства и др. Беспроводные технологии развиваются интенсивно, однако большая часть оборудования имеет провода, служащие для передачи электроэнергии или данных.
В настоящее время введена в действие директива WEEE (2002/96/WE), которая запрещает складирование электрического и электронного оборудования на свалках.

5.2 Разработка перечня мер по охране природы от негативного воздействия
Утилизация отходов должна предусматривать извлечение не только металла, но и изоляции, то есть пластмасс. Для этого кабель подвергают дроблению. Чтобы разделить смесь пластмасс, необходима идентификация отдельных составных элементов с помощью детекторов. Возможно использование спектроскопии и рентгеновского излучения, с помощью которых выделяют ПХВ из других отходов пластмасс. Другой способ — спектроскопия в инфракрасном излучении с применением фотодетекторов, которая дает возможность быстрой идентификации состава материалов. Используя разницу в плотности, материалы можно разделить с помощью флотации, гидроциклона, пневматического метода и центрифуги.
Пример извлечения металлов — технология получения технической окиси меди (II). Медную проволоку из кабельных отходов растворяют в водном растворе карбоната аммония при одновременной аэрации. Полученный в результате этой операции раствор разлагают в автоклаве на осадок окиси меди, аммиак и углекислый газ, а также воду. Осадок окиси меди сушат, измельчают, а остальные продукты возвращают в производственный цикл. В этом процессе отходы и побочные продукты не образуются. Основные используемые устройства — реактор, автоклав и абсорберы, а также центрифуга, сушилка и мельница. Полученный продукт в виде технической окиси меди (II) укладывают в мешки.
Минимизация образования отходов кабелей
Наиболее эффективный путь уменьшения количества отходов кабелей — предупреждение их появления за счет производства кабелей высокого качества и его сохранения в течение длительной эксплуатации. Это возможно, если на очередных этапах «жизни кабеля» будут приняты соответствующие меры и произведены работы по уходу.
Для производства кабелей следует использовать сырье высокого качества и установить очень высокие требования к технологии. Основа минимизации отходов — чистая изоляция с очень хорошими и стабильными характеристиками, а также обеспечение гладкости поверхностей отдельных слоев кабеля. На производственных предприятиях надлежит ввести постоянный контроль качества продукции.
Заключение
Итак, целью данной работы является повышение комфорта и энергоэффективности жилого дома путем разработки и внедрения модуля управления освещения.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
Описана технология «умный дом»;
Рассмотрены примеры реализованных проектов;
Разработан проект системы;
Выбрана спецификацию оборудования;
Рассчитана сметная стоимость проекта;
Рассчитана экономическая эффективность проекта;
Разработан перечень мероприятий по охране труда.
Таким образом интеграция устройств управления позволила в среднем сэкономить до 30% электроэнергии и обеспечила качественное функционирование системы освещения здания, снижение затрат на ремонт оборудования благодаря своевременному выявлению его неисправности и более точной локализации поломок, а также безопасность в эксплуатации.
Применение устройств и энергосберегающих технологий «умного дома» позволило повысить энергоэффективность использования осветительного оборудования здания, повысить качество жизни человека, сократить расходы, связанные с коммунальными платежами. Управление освещением в здании является одним из элементов энергоэффективного строения.

Список литературы
Велт Т.Дж. , Элсенпитер Р.К., Умный Дом строим сами, Кудиц-образ, 2005 – 384
Гололобов В.Н., Умный дом своими руками, НТ Пресс, 2007 - 416
Что такое «Умный дом» [электронный ресурс], http://www.smartsystems.ru/article/chto_takoe_umnyjj_dom/
Умный дом для всех [электронный ресурс] http://www.clever-home.ru/index.php?productID=683
Сайт компании Нouseclever [электронный ресурс] http://houseclever.ru/index.php?page=article&id=43
Том Кейни, «Smart Homes For Dummies», Астра, 2006 – 340.
Дик Море, «Smart Home Hacks: Tips & Tools for Automating Your House», М. 2007 –280.
Елена Тесля, «Умный дом» своими руками. Строим интеллектуальную цифровую систему в своей квартире, Питер, 2008 – 224
Марк Эдвард Сопер, Практические советы и решения по созданию «Умного дома», НТ Пресс, 2007 - 432
В.Н. Гололобов, «Умный дом» своими руками, НТ Пресс, 2007 - 416












1