Расчет освещения механосборочного цеха

Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:

a) недостаточность освещенности;

b) чрезмерная освещенность;

c) неправильное направление света.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

В осветительных установках в качестве источников света применяются лампы накаливания (ЛН), люминесцентный лампы (ЛЛ) низкого давления, дуговые ртутные лампы (ДРЛ), металлогалогенные (ДРИ), натриевые лампы (ДНаТ)и дуговые ксеноновые трубчатые (ДКсТ).

При выборе источников следует учитывать их срок службы, световую отдачу, цветопередачу, а также ряд других характеристик.

При грубых зрительных работах и работах средней точности целесообразно применение общего равномерного освещения. При освещении таких помещений следует стремиться к обеспечению равномерного освещения всей площади, а при фиксированной ориентации линии зрения — равномерного освещения только рабочих мест. Поэтому при размещении светильников необходимо учитывать оптимальное относительное расстояние между светильниками (отношение расстояния между светильниками или их рядами к высоте установки светильника над расчетной поверхностью):

При продолжительных работах средней точности следует применять систему общего локализованного освещения со светильниками, установленными над рабочими местами. Для равномерного освещения рабочей поверхности целесообразно выбирать светильники косинусного светораспределения.

Осветительный прибор ближнего действия называется светильником. Состоит он из двух основных частей - источника света и устройства, перераспределяющего световой поток источника в пространстве (отражатель, рассеиватель и т.п.). Кроме того, в состав светильника входит арматура: провода, ламподержатели или патроны, детали крепления и пускорегулирующие устройства ПРА.

Светильники характеризуют по ряду признаков: характеру светораспределения; форме кривой силы света; типу источника света; способу установки; защите от воздействия внешней среды; целевому назначению и т.д.

После того, как выбран тип светильников, установлена величина нормируемой освещенности для принимаемых источников света (ламп накаливания или люминесцентных ламп), намечено их размещение, остается рассчитать мощность осветительной установки и мощность применяемого источника света. Существуют следующие способы определения мощности ламп: метод удельной мощности; метод коэффициента использования; точечный метод.

В производственных помещениях с низкими коэффициентами отражения стен, потолков целесообразно применение светильников прямого света класса П со светораспределением типа К (концентрированная) при высоких потолках (более 6-8 м), с меньшей высотой потолков – со светораспределением типа Д (косинусная), реже Г (глубокая). С увеличением высоты помещения применяемый светильник должен иметь большую степень концентрации светового потока (К, Г) и наоборот, в низких помещениях рекомендуется использовать светильники с более широким светораспределением (Д, Г). Правильный выбор светильника по светораспределению обуславливает экономичное использование светового потока источника света, приводит к снижению установленной мощности осветительной установки. При равных условиях предпочтительнее выбирать светильники с более высоким КПД, несмотря на их более высокую стоимость. Эти дополнительные затраты окупаются за счет экономии электроэнергии. Кроме того, при выборе светильника необходимо учитывать условия среды в производственных помещениях.

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Процесс работы в цехе происходит в таких условиях, когда естественное освещение недостаточно или отсутствует. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

Искусственное освещение бывает двух систем: общее и комбинированное. Общее освещение — это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к расположению оборудования (общее локализованное освещение). Комбинированное освещение — это освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. Местное освещение — это дополнительное к общему освещение, создаваемое светильниками, концентрирующими световой поток непосредственно на рабочих местах (поверхностях). Применение одного местного освещения в производственных помещениях не допускается.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное. Рабочее освещение — это освещение, предназначенное для выполнения технологического процесса или движения людей и транспорта в темное время суток. Его следует предусматривать для всех помещений зданий, а также для участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Расчетная часть содержит: выбор источников света, нормированной освещенности, вида и системы освещения, типа светильников, коэффициентов запаса и добавочной освещенности; расчет размещения светильников (определение высоты подвеса, расстояния от стен и между светильниками, числа светильников), светового потока и мощности лампы.

 

Целью расчета является выбор количества светильников, определение мощности источников света, расположение их в помещение цеха, а также расчет осветительной сети.

Исходными данными являются: назначение цеха и его размеры:

А = 32,5 м - длина; В = 15 м - ширина; Н = 6 м – высота; h_р – пол

В агрегатно-механическом цехе работает оборудование рабочие части, которого вращаются, следовательно, использование ЛЛ не рекомендовано из-за наличия у них стробоскопического эффекта. Поэтому в качестве источников света принимаем ДРЛ и ДРИ. Срок службы ламп при нормальном режиме работы 3 000 - 15 000 часов. Обладают более высоким КПД (в 1.5-2 раза выше, чем КПД ламп накаливания); обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания).

Выбор типа осветительного прибора производится с учётом следующих факторов:

1) Условия среды;

2) Требований к светораспределению;

3) Соображением экономии.

Производим выбор типа светильника:

1) Агрегатно-механический цех имеет нормальную среду, не взрывоопасное и не пожароопасное помещение, следовательно целесообразнее применение незащищенных светильников со степенью защиты IP20 или 5"0.

2) Светильники с лампами ДРИ имеют в основном класс светораспределения П (прямого света) с кривыми силы света Г1;

3) Исходя из экономических показателей и предыдущих пунктов принимаем светильник типа ГСП-17, ГСП-18, т.к. он имеет наибольший КПД=75% из данного типа светильников он имеет набор различных мощностей (250, 400,), степень защиты IP20.

При выборе лампы стандартной мощности допускается отклонение ее номинального потока от расчетного в пределах от минус 10% до плюс 20%.

Расчет производим методом коэффициента использования.

Норма освещенности для данного типа производственного помещения по установленным данным: Е_min=300 Лк. (зрительный разряд № III-IV).

Для производственного помещения выбираем рабочее равномерное общее освещение.

Для каждой типовой кривой силы света (типа светильника) существует наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками, при которой обеспечивается наибольшая равномерность распределения освещенности, а также наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками при которой обеспечивается максимальная энергетическая экономичность. Под относительным расстоянием между светильниками понимается отношение расстояние между ними (L) к расчетной высоте подвеса светильников над рабочей поверхностью (Нр) λ = L/Hр.

Принимаем для нашего варианта светильника: λ = 1

Расчетная высота подвеса H p светильников определяется по формуле:

Н_p = Н - h_c - h_p (3.1)

где Н – высота помещения, принимаем 8 м;

hс – расстояние от перекрытия до светильника, принимаем 0,2 м;

hр – высота расчетной поверхности над полом, принимаем 0,8 м.

Н_p = 6 – 0,2 – 0,8 = 5 м

На рисунке 3.1 показана схема расположения светильников.

 

Рисунок 3.1 - Расположение светильников по высоте помещения

Оптимальное расстояние между светильниками в ряду по формуле:

L = λ * Н_p; L = 1* 5 = 5 м (3.2)

 

При общем равномерном освещении расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен или осей колонн следует принимать в помещениях, пред­назначенных для работы, 1:3, а в остальных помещени­ях — 1:2 стороны поля или расстояния между рядами светильников.

Учитывая геометрические размеры помещения, параметры оборудования целесообразно принять для нашего расчета усредненное значение соотношения расстояния от крайних светильников или рядов светильников до стен составляет:

L = 0,4*L = 0,4 *5 = 2,м (3.3)

Число рядов светильников находят по формуле:

 

(3.4)

где В – ширина помещения, равна 15 м.

R = (15 – 2 *2 /5) + 1= 3

Число светильников в ряду находят по формуле:

(3.5) где А – длина помещения, равна 32,5 м.

N_R = (32,5 – 2 * 2 / 5) + 1 = 6

Согласно ПУЭ и СНиП допускается уменьшение числа светильников для достижения оптимальных параметров освещения. Для нашего варианта расчета принимаем число светильников ряду равное 5

Общее количество светильников N находят по формуле:

N = R * N_R; N = 3*6 = 18 (3.6)

Действительное расстояние между рядами светильников находят по формуле:

L_B = 15 – 2 *2 / 3 – 1 =5,5 (3.7)

 

Действительное расстояние между лампами в ряду находят по формуле:

L_A = 32,5 – 2 * 2 /6 – 1 = 5,7 (3.8)

 

Проверка правильности размещения светильников:

 

(3.9)

Согласно ПУЭ и СНиП допускается уменьшение числа светильников для достижения оптимальных параметров освещения. Для нашего варианта расчета принимаем число светильников в ряду равное 6.

Высокая единичная мощность светильников с ДРИ, ДРЛ и дискретные значения световых стоков в типоразмерном ряду ламп (250, 400, 700, 1000, 2000 Вт) приводят к тому, что для ОУ с наиболее часто встречающимися на практике уровнями освещенности (150, 200 и 300 лк) число светильников, необходимых для обеспечения нормативных требований, уменьшается. При этом значимость каждого светильника в установке возрастает. Поэтому использование только равномерных или шахматных размещений светильников ограничивает возможности повышения эффективности ОУ.

Освещенность в каждой точке рабочей поверхности для помещений высотой 6 м и более определяется суммарным действием светильников, расположенных на пяти-семи соседних фермах. В этой ситуации соблюдение требований равномерности распределения освещенности приводит к необходимости применять неравномерное размещение светильников по фермам, что позволяет получить дополнительные энергетически выгодные схемы их размещения. Неравномерное размещение создается либо за счет различного числа светильников в одной световой точке, либо разного расстояния между светильниками в рядах. Такие схемы условно называются неравномерными. Повышение энергетической эффективности осветительных установок за счет неравномерных схем имеет место в тех случаях, когда использование равномерного размещения приводит к значительному отклонению расчетной освещенности от нормированной. В этом же направлении действует в некоторых случаях и снижение неравномерности распределения освещенности, которое при использовании неравномерных схем получить значительно легче.

Световой поток лампы определяется по формуле:

(3.10)

где Кз – коэффициент запаса, S – площадь помещения;

z – отношение средней освещенности к минимальной,;

Ки – коэффициент использования светового потока, принимается в зависимости от коэффициентов отражения потолка, стен и пола, а также в зависимости от индекса помещения,

Поэтому, далее находим индекс помещения по формуле:

i = 32,5*15 / 5* (32,5+15) = 2,05 (3.11)

По табличным данным определяем коэффициент отражения потолка р_п = 50%,коэффициент отражения стен р_с = 30%, коэффициент отражения пола р_р = 10% и на основании этих данных и индекса помещения для выбранной силы кривой света (Г1) определяем по табличным данным коэффициент использования K_и = 76%.

Коэффициент запаса осветительных установок выбираем из таблицы, для нашего типа помещения при односменной работе он будет равен К_з = 1,5., при двухсменной К_з = 1,4. Коэффициент запаса (К_з) – расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, источников света (ламп) и светильников, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения.

Входящий в (3.9) коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L/h), с увеличением которого z резко возрастает. При L/h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ.

Производим расчет площади цеха и светового потока лампы.

S = 32.5*15 = 487,5 кв.м.

F_л = 300* 1,5* 487,5* 1,15 /18* 0,76 = 18442 лм. (3.12)

Принимаем лампу ДРИ 250-5 с данными Рл = 250 Вт, F_Л.р.= 19500 лм

Рассчитываем расчетную освещенность по формуле:

E = 18442*300 / 19500 = 284лм (3.13)

Далее определяем расчетную освещенность и процентное отношение потока от расчетного по формуле:

E_% =284*100 / 300 = 94,6% (3.14)

Лампа ДРИ подобрана правильно, так как расчетный поток лежит в пределах номинального от -10% до +20%

Принимаем к установке светильник ГСП-17

 

Производим расчет установленной мощности по формуле:

 

(3.15)

P_уст = 18*250 = 4500Вт.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: