 |
3.2.2. Искусственное освещение, расчёт искусственного освещения
|
|
|
|
3. 2. 2. Искусственное освещение, расчёт искусственного освещения
Искусственное освещение предусматривается во всех помещениях, где недостаточно естественного света.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное, охранное, дежурное.
Рабочее освещение является обязательным для всех помещений, зданий, а также участков открытых пространств. Оно служит для обеспечения нормальных условий работы, прохода людей, проезда транспорта.
Аварийное освещение разделяется, в свою очередь, на освещение безопасности и эвакуационное.
Освещение безопасности предусматривают в тех случаях, когда отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать:
- врыв, пожар, отравление людей;
- длительное нарушение технологического процесса;
- нарушение работы таких объектов, как электростанции, узлы радио и телевизионных передач и связи, диспетчерские пункты, насосные установки водоснабжения, канализации и теплофикации, установки вентиляции и кондиционирования воздуха для производственных помещений, в которых недопустимо прекращение работ, и т. п.;
- нарушение режима детских учреждений независимо от числа находящихся в них детей.
Эвакуационное освещение в помещениях или местах проведения работ вне зданий следует предусматривать:
- в местах, опасных для прохода людей;
- в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей;
- на основном проходе производственных помещений, в которых работают более 50 человек;
- в производственных помещениях без естественного света.
Источники света аварийного освещения могут включаться одновременно со светильниками основного освещения и постоянного гореть или включаться автоматически только при прекращении питания нормального освещения.
|
|
|
Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.
Дежурное освещение – освещение помещений в нерабочее время. При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.
Также искусственное освещение делят на общее, местное и комбинированное.
Общее освещение – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Светильники могут быть расположены равномерно или применительно к расположению оборудования или рабочих мест.
Для исключения частой переадоптации глаз применение только местного освещения запрещается. В системе комбинированного освещения светильники общего освещения должны составлять 10% от нормированного значения комбинированной освещённости.
Искусственные источники света
В качестве источников света применяют различные лампы, установленные в светильники.
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.
Распределение в пространстве силы света светильника характеризуется его фотометрическим телом – частью пространства, ограниченного поверхностью, проведённой через концы радиус-векторов силы света. Сечением фотометрического тела плоскостью, проходящей через ось симметрии источника света, определяется его кривая силы света (КСС). Светильники в зависимости от формы КСС подразделяются на 7 типов (табл. 3. 1).
|
|
|
Светильники с кривыми силы света, не соответствующими признакам, указанным в таблице 3. 1 относят к светильникам со специальным распределением силы света.
Для производственных помещений рекомендуется применять светильники прямого света с КСС типа К, Г, Д. Причем чем больше высота подвеса, тем уже зона направлений максимальной силы света.
Для общего освещения офисов в основном годятся светильники прямого и рассеянного света с КСС типа Г и Д.
Таблица 3. 1
Классификация светильников по типу КСС
| Тип КСС | Зона направлений максимальной силы света | ||
| Название | Рисунок | Обозначение | |
| Концентрированная | 
| К | 0°-15° |
| Глубокая | 
| Г | 0°-30° |
| Косинусная | 
| Д | 0°-35° |
| Полуширокая | 
| Л | 35°-55° |
| Широкая | 
| Ш | 55°-85° |
| Равномерная | 
| М | 0°-180° |
| Синусная | 
| С | 70°-90° |
Для искусственного освещения используются, как правило, электрические источники света, которые делятся на 3 группы: лампы накаливания, газоразрядные лампы и светодиодные лампы (рис. 3. 2)
Принцип действия ламп накаливания (ЛН) основан на способности раскалённой нити из тугоплавкого металла (вольфрама) в инертном газе или в вакууме излучать видимый свет.
Принцип действия у галогенных ламп накаливания такой же как, и у обычных ламп накаливания, но в колбе находится галогенный газ (бром или йод), контролирующий испарение вольфрама. Колба галогенной лампы изготавливается, как правило, из кварцевого стекла, так как требуется поддержание минимальной температуры стенки колбы лампы на уровне 250°С.
В газоразрядных лампах (ГЛ) излучение оптического диапазона возникает в результате газового разряда в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей.
Рис. 3. 2. Укрупнённая классификация ламп (НЛНД – практически не применяется)
Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который, в свою очередь, светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. Люминофор — вещество, способное преобразовывать поглощаемую им энергию в световое излучение (люминесцировать).
Металлогалогенная лампа (МГЛ) — один из видов газоразрядных ламп (ГЛ) высокого давления. Отличается от других ГЛ тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.
|
|
|
Ртутные газоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути.
Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) — электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия.
Светодиодные лампы (СД или LED) в качестве источника света используют светодиоды, применяются для бытового, промышленного и уличного освещения.
Светодиод – полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
Расчёт искусственного освещения
Задачей расчёта искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания в помещении заданной освещённости.
При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:
1) 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);
2) определить систему освещения (общая локализованная или равномерная, комбинированная);
3) распределить светильники и определить их количество (светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно);
4) выбрать тип светильников с учётом характеристик светораспределения, условий среды;
5) определить норму освещённости на рабочем месте.
Для расчёта общего искусственного освещения используются в основном 3 метода: метод светового потока, точечный метод и метод удельной мощности.
Рассмотрим подробно метод светового потока.
|
|
|
Для расчёта общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока, учитывающий световой поток, отражённый от потолка и стен.
Перед определением светового потока необходимо определить число светильников в помещении.
1. Из таблицы находят наивыгоднейшее отношения расстояния между светильниками LСВ к высоте их подвеса hСВ, а затем вычисляют расстояние между светильниками.
, (3. 13)
где γ – наивыгоднейшее отношение LСВ/ hСВ
2. Определяют расстояние L1 от стены до первого ряда светильников:
- при наличии рабочих мест у стен L1 = (0, 25…0, 3) LСВ
- при отсутствии рабочих мест у стен L1 = (0, 4…0, 5) LСВ
3. Определяют расстояние между крайними рядами светильников по ширине (b, м) помещения (L2), м,
, (3. 14)
4. Вычисляют число рядов светильников, которые можно расположить между крайними рядами по ширине помещения (nСВ. Ш. ),
. (3. 15)
5. Общее число рядов светильников по ширине (nСВ. Ш. О. )
. (3. 16)
6. Определяют расстояние между крайними рядами светильников по длине (a, м) помещения (L3), м,
, (3. 17)
7. Вычисляют число рядов светильников, которые можно расположить между крайними рядами по длине помещения (nСВ. Д. ),
. (3. 18)
8. Общее число рядов светильников по длине (nСВ. Д. О. )
. (3. 19)
9. Общее число устанавливаемых в помещении светильников (nСВ)
. (3. 20)
10. Далее определяют показатель формы помещения или индекс помещения (i)
. (3. 21)
После определения количества светильников в помещении рассчитывают световой поток одной лампы.
11. Световой поток одной лампы (FЛ)
- лампы накаливания
, (3. 22)
где SП – площадь освещаемого помещения, м2, EН – нормированная минимальная освещённость, лк, Z – коэффициент неравномерности освещения, KЗ – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещённости из-за загрязнения и старения лампы, η И – коэффициент использования осветительной установки.
|
|
|
Коэффициент использования осветительной установки (η И) определяется из таблицы исходя из индекса помещения, коэффициент запаса (KЗ) и неравномерности освещённости также выбираются из таблиц (Z).
- люминесцентные лампы
, (3. 23)
где N – число ламп в светильнике.
12. В зависимости от рассчитанного светового потока выбирают лампу с фактическим световым потоком (FФ).
13. Определяют действительное значение освещённости помещения (ЕД)
- люминесцентные лампы
, (3. 24)
- лампы накаливания
, (3. 25)
Допустимое отклонение действительной освещённости от нормативной должно быть –10…+20%. В противном случае выбирают другую схему расположения светильников.
|
|
|
