Главная | Обратная связь
МегаЛекции

РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ




Конечной целью расчёта искусственного освещения является определение типа, чис­ла и расположения светильников, а также типа, числа и мощности ламп, необходимых для обеспечения требуемого нормативного уровня освещённости.

Проектирование осветительной системы включает последовательное решение ряда частных задач.

1. Определение нормативных уровней освещённости на рабочих местах осуществляется согласно СНиП 23-05-95 (см. параграф 4.).

2. Выбор типа источника света. Для освещения производствен­ных помещений, как правило, применяют газоразрядные лампы, т. к. они обеспечивают меньшее утомление органов зрения и организма в целом и способствуют повышению работоспособности человека и производительности труда. Газоразрядные лампы следует применять там, где требуется тонкое цветоразличение, недостаточно или отсутствует естественное освещение, выполняются точные зрительные работы (даже без повышенных требований к цветопередаче). В тех случаях, когда температура воздуха может быть менее +5 °С и напряжение в се­ти переменного тока может падать ниже 90 % номинального, когда решающим фактором является низкая стоимость системы освещения, а также для местного освещения предпочтение следует отдавать лампам накали­вания.

3. Определение системы освещения. Выбирая систему освещения, необходимо учитывать, что более эффективной является система комбинированного освещения, но система общего освещения более гигиенична, т. к. обеспечивает большую равномерность освещённости рабочих поверхностей. Используя локализованное общее освещение, можно наиболее просто добиться высоких уровней освещенности на рабочих местах без значительных затрат. При повышенных требованиях к освещённости отдельных рабочих мест используют комбинированную систему освещения.

Комбинированную систему освещения следует использовать для освещения точных и особо точных работ:

· в помещениях, где производятся зрительные работы, соответствующие I, IIа и IIб разрядам;

· в помещениях, где производятся зрительные работы, соответствующие IIв, IIг и IIIа IIIб разрядам и связанные с различением объёмных объектов наблюдения, например, при сборке аппаратуры высокой и средней точности, при выполнении браковочных операций ОТК и т. п.;

· в помещениях, где производятся работы на блестящих поверхностях металлов, стекла, пластмасс и т. п., когда светильники местного освещения позволяют исключить или снизить отражённую блёскость.

Использование в производственных помещениях только местного освещения категорически запрещено.

4. Определение типа светильников производится с учётом требований к освещению данного помещения, по экономическим показателям, а также в зависимости от условий среды и требований пожаро- и взрывобезопасности. Таким образом, конструктивное исполнение светильников должно соответствовать условиям окружающей среды: влажности, запылённости, пожаро- и взрывоопасности и другим особенностям данного производства.

При выборе типа источника света необходимо учитывать, что:

· в помещениях с высотой не более 6...8 м наиболее экономичны осветительные установки с люминесцентными лампами (ЛЛ);

· применение ламп накаливания ограничено и возможно при условии технической или технико-экономической целесообразности их использования.

5. Выбор схемы расположения светильников общего освещения оказывает существенное влияние на экономичность, качество и удобство эксплуатации системы освещения и должно обеспечивать заданные уровни освещённости на всех рабочих местах при наименьшей мощности установленных ламп. Это возможно благодаря выбору наивыгоднейшего соотношения между расстоянием между рядами светильников lсс и высотой подвеса светильника над ocвещаемой поверхностью hср.

На рис. 5а – в представлены планы типичные расположения светиль­ников c лампами накаливания, а на рис. 5,г – схема вертикальной ориентации светильников, где приняты следующие обозначения: hп высота помещения,м; hc высота подвеса светильников (от потолка), м; hр– высота рабочей поверхности над полом, м; lст – расстояние от стены до крайних рядов светильников, м. Светильники с люминесцентными лампами желательно располагать сплошными или прерывистыми (предпочтительно сплошными) рядами параллельными стене с окнами (рис. 5в).


Рис. 5. Схемы размещения светильников:

а ¸ в – план помещения;

г – вертикальная ориентация светильников.

 

Из указанных размеров hп и hр являются заданными; hс=0,2(hп – hр) – в общем случае или hс= 0 – при установке светильников непосредственно на потолке. Расстояние между рядами светильников lсс рекомендует­ся принимать примерно равным 0,5lсс при наличии у стен проходов и примерно 0,3lсс в остальных случаях. На рис. 5,б показан случай равномерного размещения светильников с лампами накаливания по вершинам квад­ратов. На рис. 5,в показано расположение светильников в “шахматном” порядке (предпочтительно расположение светильников по вершинам ромбов с острым углом в 60°).

Светильники с трубчатыми люминесцентными лампами желательно размещать параллельными стене с окна­ми (рис. 5,г) рядами. Светильники в рядах предпочтительно располагать, состыковывая их друг с другом. Ряды с разрывами имеют худ­ший внешний вид и возможность образования веерных теней. Светиль­ники, содержащие 4 – 10 люминесцентных ламп, в административно-бытовых и об­щественных зданиях располагаются по схеме рис. 5,б.

Обеспечение равномерного распределения освещённости в помещении дости­гается в том случае, если отношение расстояния между центрами светильников к высоте их подвеса над рабочей поверхностью (λ =lсс/hср) будет равным: λ = 1,4 – для светильников “Астра” и УПД; λ = 1,5 – для светильников УПМ-15; λ = 1,4 – для светильников ПМ-1, “Люцетта”; λ = 2,0 – для светильников “Молочный шар”; λ = 1,5 – для светильников с люминесцентными лампами. В этом случае расстояние между центрами светильников определяется как lс = λhср.

6. Определение требуемого количества светильников.Если отношение λ выбрано согласно рекомендациям п. 4 данного параграфа, то для обеспечения равномерного общего освещения требуемое число светильников определяется согласно эмпирической формуле:

Nсв = Sп / lс2 , (12)

где Sп – площадь освещаемого помещения, м2.

7. Определение требуемого количества ламп.Для расчёта общего равномерного освещения производственных помещений при горизонтальной рабочей поверхности основным являетсяметод коэффициента использования светового потока, учитывающий величину светового потока, отра­женного от потолка и стен. Точечный метод, определяющий освещённость в заданной точке, целесообразно использовать для расчёта локализованного освещёния или освещения наклонных поверхностей с помощью светильников прямого света, а также наружного освещения.

В случае использования метода коэффициента использования светового потока (рекомендуется для дипломного проектирования) определяются два параметра: i – индекс помещения и Фл – световой поток одной лампы в светильнике, лм:

, (13)

где Eнорм – требуемый нормативный уровень освещённости рабочей поверхности, лк; (см. п. 1 настоящего параграфа); z– коэффициент неравномерности освещения (z = 1,15 для ламп накаливания; z = 1,1 для люминесцентных ламп);

ηисп– коэффициент использования излучаемого светильником светового потока при освещении рабочей поверхности, зависящий от коэффициентов отражения света от потолка (ρп) и стен (ρс), а также от индекса помещения (i), – см. табл. ; kз – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильников в процессе эксплуатации (kз = Eср /Eмин); Nл. св – число ламп в одном светильнике.

Для произ­водственных помещений с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма и копоти и освещаемой газоразрядными лампами kз = 1,8 при условии чистки светильников не реже 6 раз в год; а при 1 мг/м3 и менее kз = 1,5 при условии чистки светильников не реже 4 раз в год. В производственных помещениях с особым режимом по чистоте воздуха и обслуживанием светильников снизу из помещения kз = 1,4 при условии чистки светильников не реже двух раз в год. Для ламп накаливания коэффициент запаса при вышеуказанных условиях kз принимается соответственно равным: 1,6, 1,4 и 1,3.

Индекс помещения определяется по формуле:

, (14)

где a и b – длина и ширина помещения, м. Если расчётная величина i оказывается меньше 0,5 или больше 5, то принимают соответственно i = 0,5 или i = 5. Значения коэффициента использования светового потока и ориентировочные значения коэффициентов отражения света от потолка и стен приведены, соответственно, в табл. 9 и табл. 10.

Таблица 9

Зничения коэффициента использования светового потока (ηисп)

Тип светиль-ника ρп ρс Индекс помещения
0,5 0,6 0,8 1,5
“Астра”, УПМ-15 0,3 0,1 0,17 0,23 0,34 0,39 0,41 0,51 0,58 0,62 0,64
0,5 0,3 0,21 0,27 0,38 0,43 0,50 0,55 0,62 0,66 0,69
0,7 0,5 0,25 0,31 0,44 0,49 0,55 0,60 0,66 0,70 0,73
УПД 0,3 0,1 0,21 0,25 0,33 0,40 0,46 0,54 0,61 0,64 0,66
0,5 0,3 0,24 0,28 0,36 0,42 0,51 0,58 0,64 0,67 0,69
0,7 0,5 0,28 0,34 0,42 0,47 0,57 0,62 0,67 0,70 0,72
“Люцетта”, ПМ-1 0,3 0,1 0,14 0,19 0,25 0,29 0,34 0,38 0,44 0,46 0,48
0,5 0,3 0,16 0,21 0,26 0,31 0,37 0,41 0,47 0,50 0,52
0,7 0,5 0,22 0,27 0,33 0,37 0,44 0,48 0,54 0,59 0,61
ПО-02 0,3 0,1 0,10 0,14 0,19 0,22 0,28 0,32 0,38 0,42 0,45
0,5 0,3 0,13 0,18 0,24 0,28 0,36 0,40 0,46 0,51 0,54
0,7 0,5 0,21 0,26 0,32 0,37 0,45 0,51 0,59 0,64 0,69
ЛПО16-20, БЛ2-1х40 0,3 0,1 0,11 0,15 0,20 0,24 0,31 0,35 0,41 0,44 0,46
0,5 0,3 0,15 0,19 0,24 0,28 0,35 0,39 0,44 0,46 0,49
0,7 0,5 0,19 0,23 0,29 0,34 0,42 0,48 0,54 0,58 0,61
УСП-5-2, ОДР-2, ОСП02-2, ОДОР-2, 0,3 0,1 0,16 0,18 0,24 0,28 0,35 0,39 0,43 0,45 0,47
0,5 0,3 0,19 0,22 0,27 0,32 0,38 0,41 0,45 0,47 0,49
0,7 0,5 0,21 0,24 0,30 0,35 0,42 0,46 0,52 0,54 0,57
УСП-5-4, УСП-2, ВЛО 0,3 0,1 0,16 0,19 0,25 0,30 0,37 0,41 0,45 0,48 0,50
0,5 0,3 0,18 0,23 0,29 0,33 0,40 0,43 0,48 0,49 0,51
0,7 0,5 0,24 0,25 0,32 0,37 0,44 0,49 0,54 0,57 0,60

 

Таблица 10

Зничения коэффициентов отражения светового потока от потолка и стен

Состояние потолка ρп Состояние стен ρс
Свежепобеленный 0,7 Свежепобеленные с белыми шторами на окнах 0,7
Побеленный в сырых помещениях 0,5 Свежепобеленные без штор на окнах 0,5
Бетонный чистый 0,5 Бетонные с окнами 0,3
Светлый деревянный (окрашенный) 0,5 Оклеенные светлыми обоями 0,3
Бетонный грязный 0,3 Оклеенные тёмными обоями 0,1
Деревянный неокрашенный 0,3 Грязные 0,1
Грязный (склады, кузницы) 0,1 Кирпичные неоштукатуренные 0,1

 

Коэффициенты отражения света от потолка (ρп) и стен (ρс) для некоторых случаев приведены в табл. 9. В других случаях они могут быть принятыми равными: 0,1 – при тёмных цветах поверхности (чёрный, синий, коричневый); 0,3 – при полутёмных цветах поверхности (серый, красный, зелёный); 0,5 – при светлых цветах поверхности (жёлтый, розовый); 0,7 – для белых поверхностей.

Используя формулы (12) – (13), а также данные табл. 9, 10 определяем требуемую величину излучаемого светового потока одной лампой каждого светильника и соответственно с этой величиной из табл. 1 подбираем наиболее подходящую лампу. Практически допускается отклонение величины создаваемого светового потока выбранной лампой от расчётного значения в пределах: –10 … +20 %, в противном случае следует попытаться подобрать более подходящие типы светильников и ламп.

При использовании светильников с люминесцентными лампами их тип и мощность обычно оказываются заранее известными. В таких случаях расчёт освещённости сводится к определению необходимого числа светильников с данным числом люминесцентныых ламп заданного типа и мощности на основании формулы (13) с учётом вышеприведённых рекомендаций данного пункта:

. (13′)

8. Проверка фактического уровня освещённости осуществляется по формуле:

Eфакт = (Фл. факт Nсв Nл. св ηисп )/(Sп z kз ),

где Фл. факт – фактическое значение светового потока, создаваемого выбранной лампой (табл. 1). Величина Eфакт не должна отличаться более чем на (–10 ÷ +20)% от величины Eнорм .

9. Проверка условий видимости объект наблюдения осуществляется по по формуле (4) с использованием формулы (1) – для определения величины контраста и формул (5) или (6) – для определения величины порогового контраста, в зависимости от его характера (прямой или обратный). Для использования формул (5) или (6) необходимо также определить яркость фона по формулам (2), (3) и угловой размер объекта различения, используя формулы (7) – (9) и рис. 4. Для обеспечения благоприятных условий видимости необходимо, чтобы её численное значение находилось в пределах 10 – 15.

Если в поле зрения имеются участки поверхностей с повышенной яркостью, необходимо провести проверку на предмет возникновения слепящих эффектов по формулам (10), (11). Следует иметь в виду, что утранение слепящих эффектов, если они имеют место, может быть достигнуо лишь за счёт изменения светотехнических характеристик зрительных объектов путём изменения их коэффициентов отражения.

10. Определение электрической мощности системы освещения осуществляется по формуле:

Pэл = Pл Kп Nсв nл ,

где Pл – электрическая мощность одной лампы, Вт; Kп – коэффициент, учитывающий потери в пускорегулирующей аппаратуре (для ламп накаливания Kп = 1, для люминесцентных ламп Kп = 1,25); nл – число ламп, используемых в выбранном типе светильника.

11. Составление схемы размещения светильников. Схема размещения светильников должна быть составлена в виде эскизного плана с указанием основных и установочных размеров плана помещения.





©2015- 2017 megalektsii.ru Права всех материалов защищены законодательством РФ.