Цель занятия: изучить принципы нормирования, освоить методику расчета естественного освещения.

Изучаемые вопросы:

- принципы нормирования освещения;

- выбор источников света и светильников;

- расчет естественного освещения.

Рекомендуемая литература:

- Кнорринг Г.М. Осветительные установки. - Л.: Энергоиздат, 1981.

- Справочная книга по светотехнике /Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1983.

- СНиП РК 2.04 -05-2002. Естественное и искусственное освещение. Астана: Комитет по делам строительства Министерства индустрии и торговли РК. - 2002.

Краткое содержание:

Необходимость обеспечения требуемого уровня освещенности не вызывает сомнения. При обеспечении нормируемой освещенности учитываются затраты, на устройство и эксплуатацию освещения, а также гигиенический, производственный и экономический эффект.

Многочисленные исследования показывают, что создание необходимой освещенности ведет к увеличению производительности труда (5÷20%) и снижению травматизма [1,2].

Так, для работ средней точности, оптимальная освещенность находится в диапазоне 1500÷2000 лк.

Английский светотехник Вестон предложил методику для определения нормы освещенности, при условии, что относительная зрительная работоспособность (отношение зрительной работоспособности в конкретных условиях к максимальной) равна 0,9, а средний контраст принят равным 0,25:

Е= ,

где ρ - коэффициент отражения фона;

α - угловой размер различаемых деталей. (при ρ =0,8 и α = 10^1,5, Е = 76,3 лк; при ρ = 0,1 и α = 1^1,5, Е = 19300 лк).

В основу действующих норм положено обеспечение заданного значения относительной видимости равного 0,7.

В любом случае, нормирование должно учитывать характеристики зрительного процесса [1]:

- точность работы (угловой или линейный размер различаемых деталей с учетом расстояния до них);

- коэффициент отражения фона, на котором различаются детали;

- контраст между фоном и деталью;

- необходимость поиска деталей;

- подвижность или неподвижность рабочей поверхности;

- относительная длительность зрительного напряжения в течение рабочего дня.

Кроме выше указанных характеристик должны учитываться следующие факторы:

- опасность прикосновения к устройствам находящимся в рабочей зоне (токоведущие части, режущий инструмент и т.д.);

- наличие в поле зрения самосветящихся поверхностей, резко контрастирующих с фоном (вредный контраст можно уменьшить за счет увеличения освещенности рабочего места);

- повышенные санитарно- гигиенические нормы;

- отсутствие или недостаточная естественная освещенность;

- возраст персонала (после 30 лет возникает необходимость в увеличении освещенности в 1,5 раза).

При разработке норм используются две системы:

- нормы освещенности для конкретных рабочих мест и помещений;

- нормы освещенности в функции признаков, характеризующих зрительный процесс, без указания конкретных рабочих мест.

Естественное и искусственное освещение нормируется СНиП (ранее действовал СниП II-4-79, на основе которого разработаны: в РФ - СНиП -23-05-95; в РК 2.04.-05-2002) в зависимости от характеристики зрительной работы, размера объекта различения, контраста объекта с фоном.

Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения (КЕО) в процентах, а для искусственного освещения минимальная освещенность (Е_min) в люксах.

Нормированное значение КЕО, для объектов находящихся в различных районах (приложение Д) [3] находится по формуле: e_N = e_H · m_N, где N - номер группы обеспеченности естественным светом (табл. 4) [3];

e_N - значение КЕО (табл. 1;2) [3];

m_N - коэффициент светового климата (табл.4) [3].

Неравномерность естественного освещения, производственных и общественных зданий, с верхним или комбинированным естественным освещением не должна превышать 3:1 [3].

Размеры световых проемов не должны отличаться от расчетных на

± 10 %.

Совмещенное освещение выполняется в производственных помещениях, при выполнении работ I - III разрядов, а также в некоторых других [3]. Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное, дежурное [3].

Аварийное освещение подразделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Искусственное освещение может быть двух систем: общее освещение; комбинированное освещение [3].

Нормированные значения освещенности принимаются по следующей шкале [3]: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4;5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000.

Для освещения помещений используются, как правило, разрядные источники света. Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения разрядных ламп.

Выбор светильников производится исходя из условий среды, класса светораспределения, назначения эстетических требований и др.

При расчете электрического освещения производится размещение светильников, на плане помещения, с учетом типовой кривой силы света. Рассмотрим решение данной задачи на конкретном примере.

Пример 1. В производственном помещении с размерами (20´10´3,5) м, предполагаем к установке светильники типа НСП11, с подвеской на крюк. Степень защиты светильников IP 62, кривая силы света Д-2. Высота расположения рабочей поверхности h_P =0,8 м. Коэффициенты отражения: ρ_П = 70%; ρ_С = 50%; ρ_Р = 10%. Естественное освещение боковое.

Необходимо разместить светильники на плане помещения и определить их количество (предварительное).

Рассчитать площадь световых проемов для естественного освещения.

Решение:

1. Определяем расчетную высоту:

 

h = H - h_c - h_p = 3,5 - 0,5 - 0,8 = 2,2 м.

 

2. Найдем оптимальное расстояние между светильниками, с учетом КСС:

L₀ = , м

принимаем L₀ =3,5 м ( =1,6, для светильников с лампами накаливания и косинусной кривой силы света, табличное значение).

3. Исходя из размеров помещения, определим количество рядов светильников:

n_B= B/L₀ = 10/3,5 =2,86,

принимаем три ряда.

4. Количество светильников в ряду,

 

n_A=A/L₀ = 20/3,5= 5,7,

принимаем 6 светильников

5. Общее количество светильников,

 

N= n_B ·n_A= 3 · 6 = 18

 

6. Разместим светильники на плане помещения с учетом того, что отклонение действительного расстояния (L) от относительного (L₀) допустимо в пределах 10÷20% (за исключением увеличения расстояния между светильниками с концентрированной и глубокой КСС). При увеличении расстояния между светильниками, более 10%, резко возрастает неравномерность освещения и расход электроэнергии. Поэтому, критерием экономичности может служить коэффициент неравномерности (Е_max/E_min).

Данное отношение, согласно МСН, для работ I - III разрядов при люминесцентном освещении равно 1,3, при других источниках света - 1,5, для работ IV-VII разрядов - 1,5 и 2 соответственно.

При общем равномерном освещении, расстояние от крайних рядов до стен (колонн) принимается в пределах (0,3÷0,5) L.

 

 

Рисунок 4.1 Размещение светильников

 

Далее, производится расчет освещения (одним из методов), выбирается соответствующий по мощности источник света, при необходимости корректируется количество светильников и расстояния между ними.

7. Произведем расчет необходимой площади световых проемов (окон) для обеспечения требуемой естественной освещенности, согласно выражению:

100 · ·К_зд ,

где е_N – нормативное значение КЕО (табл.1. СНиП РК, общее наблюдение за ходом производственного процесса,

 

е_N = е_Н · m_N = 1·0,9 = 0,9 %,

 

m_N = 0,9, табл. 4 СНиП РК, для 2 группы административных районов с ориентацией световых проемов С - Ю, для примера);

К_з - коэффициент запаса, К_з= 1,2 ÷ 2,0;

- световая характеристика окон, 40% ( = 30 ÷ 50 %);

К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон рядом стоящими зданиями, К_зд = 1 ÷ 1,7;

- общий коэффициент светопропускания (учитывает оптическое свойство стекла, потери света в переплетах и пр.)

Для чистого оконного стекла ρ= 0,08, α= 0,02, = 0,9принимаем (с учетомзагрязнения) = 0,87, для спаренных деревянных переплетов с 2-м остеклением, = 0,87· 0,75= 0,65

r₁ - коэффициент, учитывающий отражение света при боковом освещении (r₁ , с учетом коэффициентов отражения помещения).

Тогда, требуемая площадь окон:

 

 

S_o = 0,19 · S_n = 0,19·200 = 38 м²

 

Далее, уточняются размеры и количество блоков (в пределах допустимого), проверяется уровень естественной освещенности, можно рассчитывать по методу коэффициента использования (метод д-ра Фрюлинга):

Е_вн= Е_ок· [лк].

Пусть наружная освещенность Е_нар = 3000 лк (принимается в зависимости от световой зоны, либо измеряется), освещенность наружной поверхности окон Е_о = 30%, = 40%, S_o / S_n = 19%(1/ 5,25),

тогда:

Е_вн = 3000· 0,3· 0,4· 0,19 = 68,4 лк.

 

Если уровень освещенности недостаточный, то увеличивается площадь окон.

Например, требуется освещенность Е_вн = 150 лк.

Используя выражение:

 

S_o / S_n = Е_вн / = 150 /· (0,4·900)= 0,42;

 

S_o= 0,42 ·S_n = 0,42· 200 = 84м²

 

Необходимые для расчета данные и графики приведены в приложении А.

Для закрепления изученного материала необходимо рассчитать естественную освещенность и определить площадь световых проемов, для одного из помещений здания по своей курсовой работе (либо для одной из аудиторий главного корпуса КАТУ).

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: