Расчет искусственного освещения.

Естественное освещение

Для естественного освещения характерна высокая диффузность (рассеянность) дневного света от небосвода, что весьма благоприятно для зрительных условий работы.

Естественное освещение подразделяют на боковое, осуществляемое через световые оконные проемы; верхнее, осуществляемое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях: комбинированное - боковое с верхним.

Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в чрезвычайно широких пределах в зависимости от времени дня. года, метеорологических факторов. Поэтому естественное освещение невозможно количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина - коэффициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Е_В к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_Н, создаваемой светом полностью открытого небосвода, то есть

Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, то есть способность системы естественного освещения пропускать свет.

Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируется нормами СНиП 23-05-95. Нормированное значение КЕО(е_Н), определяемое по таблице с учетом характера зрительной работы (8 разрядов 1-V111), системы освещения, района расположения здания предприятия на территории СССР, следует уточнять по формуле

 

Е_Н=етс,

 

где т - коэффициент светового климата (определяется в зависимости от расположения здания на территории СССР);

территория СССР по световому климату разделена на V поясов (I - самый северный, V - самый южный):

Пояс I 11 III IV V

Значение т 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8

с - коэффициент солнечности климата, определяемый по нормативным таблицам в зависимости от ориентации здания относительно сторон света (с = 0,65... 1).

Для каждого производственного помещения строится кривая значений КЕО в характерном сечении - в месте пересечения вертикальной плоскости (по оси оконного проема) и горизонтальной плоскости на расстоянии 0,8 м над уровнем пола (условная рабочая поверхность). При боковом освещении нормируется минимальное значение КЕО, в помещениях с верхним и комбинированным освещением - среднее значение. Например, для помещений, где хранятся автомобили, машины, механизмы и другое оборудование, кео принимают: при верхнем, комбинированном и боковом освещении в среднем 0,5 %; для помещений, предназначенных для технического обслуживания и ремонтов автомобилей и других машин, при верхнем и комбинированном освещении - в среднем 3 %, а при боковом - не менее I %. Минимальный КЕО в зависимости от точности работы при верхнем и комбинированном освещении нормируется в пределах от 10 до 2 %, а при боковом освещении от 3,5 до 0,5%. По данным измерений определяют КЕО в характерных точках помещения и делают выводы о соответствии или несоответствии их требуемым нормам.

Расчет естественного освещения при боковом освещении сводится к определению суммарной площади окон SF, м²:

где S - площадь пола, м2;

е_Н - нормированное значение КЕО;

h_о - световая характеристика окон;

К - коэффициент, учитывающий затенение окон соседними зданиями (К = 1...1,7);

t_о - общий коэффициент светопропускания оконного проема с учетом затенения (t_о = 0,15...0,6);

r₁ - коэффициент, учитывающий отражение света от внутренних поверхностей помещения (r₁ = 1...10).

Искусственное освещение

Искусственное освещение предусматривается во всех производственных и бытовых помещениях, где недостаточно естественного света, а также для освещения помещений в ночное время.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное, дежурное.

Рабочее освещение обеспечивает зрительные условия нормальный работы, прохода людей и движения транспорта. Аварийное освещение устраивают для продолжения работы при внезапном отключении рабочего освещения. При этом нормируемая освещенность должна составлять 5 % от рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территории предприятий.

Эвакуационное освещение предусматривается для эвакуации людей из помещений при авариях в местах, опасных для прохода людей, на лестничных клетках (должно быть в помещениях не менее 0,5, а на открытых территориях - не менее 0,2 лк).

Для охранного освещения площадок предприятий и дежурного освещения помещений выделяют часть светильников рабочего или аварийного освещения.

В качестве источников света применяют газоразрядные лампы или лампы накаливания. Совокупность источника света и осветительной арматуры представляет собой светильник. Наиболее важными функциями осветительной арматуры являются предохранение глаз работающих от чрезмерно больших яркостей источников света, а также перераспределение светового потока лампы, которое повышает эффективность осветительной установки.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, рассеянного и отраженного света, а по конструктивному исполнению - светильники открытые, закрытые, защищенные, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные. По назначению светильники делятся на светильники общего и местного освещения.

Рис.2. Защитный угол светильника: а - с лампой накаливания: б - с люминесцентными лампами

Искусственное освещение может быть общим (равномерным или локализованным) и комбинированным (к общему добавляется местное). Применение только местного освещения запрещается.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения, должна составлять 10% нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. Для общего освещения в системе комбинированного рекомендуется применять газоразрядные лампы независимо от типа источника света местного освещения. Неравномерность освещенности, создаваемая светильниками общего освещения в зоне расположения рабочих мест, должна быть как можно меньше. Освещение не должно вызывать ослепленности. Показатель ослепленности r служит для оценки слепящего действия осветительной установки и подсчитывается по выражению

r = (w-1)100%

где w - коэффициент ослепленности.

Для предотвращения ослепленности светильник местного освещения должен иметь глубокие отражатели из непросвечивающего материала или из стекла молочного цвета. Защитный угол g отражателя (рис.2), показывающий меру прикрытия ярких частот лампы (нити накала) от глаз, должен быть не менее 30°.

Ограничение слепимости достигается соблюдением условия: отношение осевой силы света прожектора I₀, кд, к квадрату высоты установки Н, м, не должно превышать 300, то есть I₀/Н² < 300, откуда

(*)

Минимальная освещенность устанавливается по характеристике зрительной работы с наименьшим размером объекта различения, контрастом объекта с фоном и характеристикой фона. Различают 8 разрядов и 4 подразряда работ в зависимости от степени зрительного напряжения.

К I разряду относятся зрительные работы наивысшей точности (минимальный размер объекта различения d < 0,15 мм); к IV - работы очень малой точности (d> 5 мм); к VII разряду отнесены работы со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах: к VIII - работы, связанные с общим наблюдением за ходом производственного процесса с постоянным или периодическим присутствием людей. Для первых пяти разрядов (1-V), имеющих по четыре подразряда (а, б, в, г), нормируемые значения освещенности зависят не только от минимального размера объекта различения, но и от контраста объекта различения с фоном и характеристики фона. Наибольшая нормируемая освещенность составляет 5000 лк (разряд 1а), наименьшая - 30 лк (разряд VIII в). При условиях, затрудняющих или облегчающих зрительную работу, повышающих опасность травматизма или требующих улучшения санитарных условий, уровни нормируемой освещенности должны быть повышены или понижены. Для первых четырех разрядов рекомендуется использовать комбинированную систему освещенности. Для исключения неравномерности освещенности отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ 1-111 разрядов при люминесцентных лампах 1,5 и при других - 2; для работ 1V-V11 разрядов - соответственно 1,8 и 3.

Расчет искусственного освещения

Задачей расчета является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности.

При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:

- выбрать тип источника света - рекомендуются газоразрядные лампы, за исключением мест, где температура воздуха может быть менее +5 °С и напряжение в сети падать ниже 90 % номинального, а также местного освещения (в этих случаях применяются лампы накаливания);

- определить систему освещения (общая локализованная или равномерная, комбинированная);

- выбрать тип светильников с учетом характеристик светораспределения, условий среды (конструктивного исполнения) и др.;

- распределить светильники и определить их количество (светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно);

- определить норму освещенности на рабочем месте.

Для расчета искусственного освещения используют в основном три метода.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициента использования), учитывающий световой поток, отраженный от потолка и стен. Световой поток лампы Ф_Л, лм, при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле

где Е_Н - нормированная минимальная освещенность, лк;

S - площадь освещаемого помещения. м²;

z - коэффициент неравномерности освещения (1,1...1,5);

k - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности из-за загрязнения и старения лампы (1,2...1,7);

N - число светильников;

n - число ламп в светильнике;

h - коэффициент использования осветительной установки (0,2...0,7); значение h определяют в зависимости от показателя помещения

где А и В - длина и ширина помещения, м;

Н_Р - высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Подсчитав световой поток лампы Ф_Л по таблице подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной установки.

Точечный метод применяют для расчета локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных плоскостей. В основу точечного метода положено уравнение

где I_a - сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд;

r - расстояние от светильника до расчетной точки, м;

a - угол падения световых лучей, то есть угол между лучом и перпендикуляром к освещаемой поверхности. Для практического использования в формулу подставляют коэффициент запаса k и значение

r = Н_P /соsa, откуда Е = I_a cos³a/(kН_P).

Данные о распределении силы света I_a приводятся в светотехнических справочниках. При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают.

Метод удельной мощности является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчетах. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы Р_Л, Вт, для создания в помещении нормируемой освещенности:

где р - удельная мощность, Вт/м² (принимается из справочника для помещений данной отрасли);

S - площадь помещения, м²;

n - число ламп в осветительной установке.

Определенной особенностью характеризуется расчет прожекторного освещения, применяемого обычно при необходимости освещения открытых пространств площадью более 5000 м² (строительных площадок, заводских дворов, территорий складов, автопредприятий, погрузочно-разгрузочных площадок и т.п.). Основными типами применяемых для этих целей прожекторов являются прожекторы заливающего света типа ПЗС-45, ПЗС-35, ПЗС-25 и другие (с лампами накаливания мощностью 1000, 500. 300, 150 Вт и др.).

При расчете прожекторного освещения выбираются нормируемая освещенность и коэффициент запаса, учитывающий старение и запыление ламп. Затем подбирается тип прожектора, наименьшая высота его установки из условий слепимости (формула (*)), проектируются расстановка мачт и углы наклона прожекторов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Основными характеристиками прожектора являются кривая силы света, угол рассеяния, коэффициент усиления и коэффициент полезного действия. Пучок света прожектора представляет собой конус с вершиной в точке расположения тела накала источника света, где сила света наибольшая в направлении оптической оси прожектора и уменьшающаяся к периферии.

Ориентировочно необходимое число прожекторов n по методу светового потока может быть определено из выражения

где Е_Н - нормативная освещенность, лк;

S - площадь, подлежащая освещению, м²;

k - коэффициент запаса (обычно принимается в пределах 1,25-1,5 за исключением особо пыльных условий, для которых принимается 1,7);

Ф_Л - световой поток лампы выбранного типа прожектора, лм;

h = 0,35-0,4 - коэффициент полезного действия прожектора;

т = 0,7-0,9 - коэффициент использования светового потока.

 

Цветовое оформление производственного помещения

Рациональное цветовое оформление производственного интерьера — действенный фактор улучшения условий труда и жизнедеятельности человека. Установлено, что цвета могут воздействовать на человека по-разному: одни цвета успокаивают, а другие раздражают.

Красный цвет стимулирует нервные центры, заряжает энергией печень и мышцы, вызывает у человека условный рефлекс, направлен­ный на самозащиту. Однако при длительном воздействии может вызвать усталость и учащение сердцебиения. Красный цвет противопоказан при гипертонии, воспалительных процессах, плохо воздействует он и на ярко-рыжих людей. Оранжевый воспринимается людьми так же, как горячий, он согревает, бодрит, стимулирует к активной деятельности.

Желтый и лимонный цвета активизируют двигательные центры, генерируют энергию мыши, стимулируют и очищают печень, располагают к хорошему настроению. Противопоказаны при повышенной температуре тела, перевозбуждении, воспалительных процессах и зри­тельных галлюцинациях.

Зеленый цвет покоя и свежести, устраняет спазмы кровеносных сосудов и понижает кровяное давление, успокаивающе действует на нервную систему, а в сочетании с желтым благотворно влияет на настроение.

Синий и голубой цвета свежи и прозрачны, кажутся легкими, воздушными, обладают противомикробным действием. Под их воздей­ствием уменьшается физическое напряжение, они могут регулировать ритм дыхания, успокаивать пульс. Однако следует помнить, что темно-синий цвет при длительном воздействии на человека может вызвать усталость и депрессию.

Черный цвет — мрачный и тяжелый, резко снижает настроение.

Белый цвет — холодный, однообразный, способный вызвать апатию.

Разностороннее эмоциональное воздействие цвета на человека позволяет широко использовать его в гигиенических целях. Поэтому при оформлении интерьера производственного помещения цвет используют как композиционное средство, обеспечивающее гармо­ническое единство помещения и технологического оборудования, как фактор, создающий оптимальные условия зрительной работы и способствующий повышению работоспособности; как средство информации, ориентации и сигнализации для обеспечения безопасности труда.

Поддержание рациональной цветовой гаммы в производственных помещениях достигается правильным выбором осветительных установок, обеспечивающих необходимый световой спектр. В процессе эксплуатации осветительных установок необходимо предусматривать регулярную очистку от загрязнений светильников и остекленных проемов, своевременную замену отработавшей свой срок службы лампы, контроль напряжений питания осветительной сети, регулярную и рациональную окраску стен, потолка, оборудования.

Сроки очистки светильников и остекления зависят от степени запыленности помещения: для помещений с незначительными выде­лениями пыли - 2 раза в год; со значительным выделением пыли - 4...12 раз в год. Для удобства и безопасности очистки осветительных установок применяют передвижные тележки, телескопические лестницы, подвесные люльки. При высоте подвеса светильников до 5 м допускается обслуживание их с приставных лестниц и стремянок. Очищать светильники следует при отключенном питании.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: