Расчёт освещения производственного помещения. Проектирование электроосвещения производственных помещений

Давно известно, что качественное искусственное освещение является неизменным атрибутом активной жизнедеятельности человека в тёмные часы суток. И важно поддерживать должный его уровень, чтобы обеспечить хорошее самочувствие. Как же правильно подобрать свет для дома или рабочего места, чтобы ощущать себя комфортно?

Принципы планирования освещённости

Однако не нужно ничего выдумывать, разработаны и приняты нормы искусственного освещения, обеспечивающего бжд человека. Сюда входят нормативы, ГОСТы и рекомендации. От их неукоснительного выполнения часто зависит не только здоровье либо производительность труда работника, но даже иногда и его жизнь. Если разрабатывается проект для искусственного освещения выбранных производственных помещений, базовый расчет показателей производится на основе данных отечественного СНиПа под номером 23.05–95.
Глобально освещение делится на три типа: естественное (от солнца через окна), искусственное (светильники) и смешанное (либо совмещённое) – оба вида вместе. На крупных производственных предприятиях, где в обязательном порядке соблюдаются требования охраны труда и бжд, очень важно обеспечивать баланс освещённости помещений при использовании совмещённых источников света: искусственного и естественного. Поэтому при планировании цехов следует непременно проводить соответствующие замеры.
Хорошо спланированная освещённость способствует отличному самочувствию работников, что позитивно сказывается на производительности их труда, в разы снижается утомляемость и риск возникновения травматизма. Поэтому перед установкой осветительных приборов профильными специалистами обязательно должен быть проведён расчет освещённости конкретных производственных помещений.

Качественный расчет должен учитывать не только факторы планировки помещений, но и особенности расположения производственных объектов относительно сторон света, уровень естественной инсоляции в разное время года, цвет и материал строений.

При определении интенсивности общего освещения помещений обязательно должно приниматься во внимание естественное излучение от солнца. Поэтому всегда учитывается количество и размеры окон в помещениях. В расчет мощностей светильников также вносится поправка на естественное загрязнение оконных поверхностей, плафонов ламп. Кстати, показана регулярная их мойка, т.к. скопившаяся пыль значительно снижает интенсивность свечения ламп (либо проникновение солнечных лучей сквозь грязные окна).
Как правило, производственные помещения имеют слабое естественное освещение из-за небольшого количества окон и несоответствия высоты потолков к длине. Поэтому всегда вносятся корректирующие эти недостатки коэффициенты.
Для сильно запылённых или влажных производственных помещений рекомендуется выбирать модели светильников с уровнем пылевлагозащиты – IP, на уровне не менее 44 (а лучше с IP 54-55). Они надёжно защищены от агрессивных воздействий и прослужат дольше обычных негерметичных изделий.
Большую роль играет и специфика работ, выполняемых на производстве. Так если технологические операции требуют от персонала повышенной точности (при работе на сложных станках, в цехах мелкой сборки, в чертёжных, проектных конторах и т.п.) обязательно нужно повышать уровень общего освещения. Необходимо также предусмотреть возможность его зонального усиления. Для этого каждое рабочее место следует снабдить направленным источником света, поток от которого каждый сотрудник сможет корректировать под себя.
Недопустимо, в целях экономии электроэнергии, использовать только локальное освещение возле каждого рабочего места. Так как за пределами своей световой зоны работник не будет видеть ничего, что грубо противоречит правилам безопасности. И при переведении взгляда его глаза будут перенапрягаться из-за резкого перепада уровней освещённости. В результате острота зрения человека будет стремительно падать, повысится утомляемость, снизится производительность и качество труда в целом.
Помимо специфики работ нужно предусматривать и характеристики самого персонала: средний возраст, степень загруженности интенсивной зрительной работой, состояние здоровья. Так при наличии сотрудника-инвалида в помещении — нужно обеспечить ему отдельный светильник, отталкиваясь от причины инвалидности.
В расчет осветительных приборов для производственных помещений обязательно нужно вносить автономную аварийную подсветку, которая будет работать от резервной линии, даже при условии обесточивания предприятия. Это жизненно необходимо, чтобы работники имели возможность остановить оборудование и покинуть здание при возникновении любых экстремальных обстоятельств: задымлениях, возгораниях, выбросах токсических веществ и т.д.

Методика расчёта света

Самый распространённый способ определения общего светового наполнения помещения — расчет соответствующего коэффициента. Он позволяет высчитать необходимую для каждого конкретного помещения степень освещённости, на основании которой уже можно подобрать подходящие по мощности светильники, в нужном количестве. Измеряется в люменах (или в люксах на единицу площади).
Расчет показателя производится по формуле:

где,
Z – коэффициент неравномерности освещённости. Он отображает соотношение средней освещённости к минимально возможной. При условии установки светильников в ряд он составляет 1,15 (для ламп с нитью накаливания) и 1,1 (для люминесцентных);
S – площадь помещения;
Кз — коэффициент запаса, дающий поправку на степень запылённости помещения, из-за которой лампы светят гораздо более тускло. Значение берётся из всё того же СНиПа (таблица 3). Упрощённую выкопировку прилагаем ниже.

Запас светильников

Eн – нормативная освещённость для конкретного помещения (в люксах). Она определяется исходя из специфики (классности проведения работ) по данным СНиПа 2305-95 (найти можно в таблице 1);
Норматив этот зависит от специфики работ выполняемых в помещении, его также можно взять из СНиПа. Усреднённая таблица нормативов приведена ниже.


Параметры освещения

η – расчётный показатель использования светового потока. Он отображает сколько
света от ламп попадает на плоскости рабочих поверхностей.

Этот расчет предполагает определение индекса помещения – Ип, который определяется по формуле:

где S – площадь, hр – расчётная высота установки светильников (м), А и В – длина стен помещения (м).
В свою очередь hр находят как разницу между высотой комнаты — Вк, высотой рабочей поверхности над уровнем пола — hpn (обычно равна 0,8 м) и свесом светильника hc (или расстоянием от потолка до горящей лампы, часто принимается за 0,5 м)

hр = Вк — hpn — hс

Определив все представленные параметры можно рассчитать нормативное количество ламп. Для этого делим полученный коэффициент светового наполнения F на нормативно гарантированный производителем поток выбранных светильников — Fн.

Пример расчёта

Чтобы лучше понять принцип определения общей освещённости, выполним расчет на примере помещения с габаритами 10 м на 15 м, с высотой потолков 4 м, со светлыми поверхностями потолка и стен, серым полом и средним уровнем запылённости. Класс выполняемых работ – средней точности. Лампы планируется ставить люминесцентные, мощностью 18 Вт, по 4 штуки в каждом светильнике.
Идём от обратного — сначала находим расчётную высоту установки:

hp = 4 – 0,8 – 0,5 = 2,7 м

Определяем индекс помещения:

Теперь находим значение коэффициента использования светового потока:

Чтобы не утруждать себя расчётами для определения этого параметра может использоваться таблица, приведённая ниже. Только в этом случае нужно непременно принимать во внимание степень отражения всех поверхностей. В нашем случае эти коэффициенты составляют: для пола — 0,3, для стен — 0,5 и для потолка — 0,7. На пересечении графы со столбцом и будет искомый показатель.


Отражение света

Теперь можно приступать к расчёту световой наполненности помещения

F = = 143709 люмен

Ориентировочный световой поток, идущий от четырёх люминесцентных ламп мощностью по 18 ватт каждая, был взят из таблицы:


Световой поток ламп

Итого количество ламп необходимых для общей подсветки составит:

Кл = = 40 ламп

В принципе, результат вполне соответствует общепринятому офисному стандарту для систем типа армстронг – по одному светильнику на 4 метра площади помещения. Эти расчёты были сделаны под освещение на уровне 300 люмен, больше походящее на естественное. Понятно, что для работ, предполагающих высокую точность с усиленной зрительной работой, нужно использовать либо светильники помощнее, либо просто большее их количество.

Способы экономии

Полученное в нашем расчёте число светильников, согласитесь, вышло весьма значительным. И это лишь для одного производственного помещения, а их ведь могут быть десятки. Затраты на покупку осветительных приборов и на электроэнергию получаются немалые. Поэтому рациональнее сразу потратиться сильнее, но приобрести современные энергоэффективные системы. Они позволят существенно снизить энергопотребление при равной световой отдаче.


Энергоэффективные системы

Яркий пример – высокотехнологичная альтернатива – светодиодные лампы. Они визуально ничем не отличаются от популярных растровых систем с люминесцентными источниками света. Поэтому даже не придётся переделывать потолочное перекрытие. Однако они в разы экономнее, так как потребляют вдвое, а то и втрое меньше энергии.
Кроме того приятными бонусами являются: моментальный запуск, отсутствие мерцания, которым нередко грешат экономки, устойчивость к частым включениям-выключениям и беспрецедентно долгий срок службы, без необходимости замены расходников на протяжении более чем пяти лет.
LED-системы, как правило, с лихвой окупаются по прошествии первых лет работы, и чем больше таких светильников установлено, тем сильнее экономический эффект.
И ещё одна, казалось бы малозначительная мера – покраска потолков, стен, предметов обстановки и оборудования в белый (либо просто светлый) цвет. Это способствует более равномерному рассеиванию света в помещении. И получается, что при тех же затратах энергии интенсивность освещённости заметно повышается.

Искусственное освещение, используемое на рабочих местах, должно удовлетворять требованиям производственной необходимости и гигиены труда. В идеале его качество должно приближаться к натуральному. Поэтому расчет естественного и искусственного освещения при устройстве рабочих мест и промышленных цехов производится в строгом соответствии с нормативными требованиями. Но вначале давайте разберемся, что же оно собой представляет. Ведь искусственное освещение применяется на производстве в большинстве случаев.

Существует несколько его видов, каждый из которых имеет свое назначение. В соответствии с классификацией, освещение может быть рабочим, аварийным, эвакуационным или охранным. Системы же его могут быть общими, местными или комбинированными. Для каждого вида предусмотрен свой расчет искусственного освещения.

Каким оно бывает

В случае общего освещения система относится ко всему помещению. При этом она может являться как локализованной, так и равномерной. Последний тип преимущественно используется в цехах с выполнением операций одинакового характера, имеющих невысокий класс точности. При этом плотность рабочих мест в таком помещении - немалая.

Локальным освещением оснащают поточные линии, где осуществляется выполнение работ различного характера. Также оно применяется на конкретных местах при необходимости создания целенаправленного потока света или наличия затемнения.

Местное освещение предназначено лишь для рабочей поверхности. Оно также подразделяется на стационарное (к примеру, на поточной линии для контроля качества) и переносное. Последнее нужно для временного или локального увеличения видимости на отдельных участках (в случае необходимости ремонта или осмотра).

Всё лампы и приборы, использующиеся при создании местного освещения, обязаны соответствовать нормам безопасности и быть удобными в использовании. Следить за этим - обязанность службы охраны труда.

На применение исключительно местного освещения нормами наложен категорический запрет. И это не случайно. Причина его - в сильной неравномерности уровня освещенности рабочих поверхностей. Серьезными последствиями этого являются быстрая утомляемость глаз и нервные расстройства. Местное освещение на производстве может нести лишь вспомогательную функцию.

Комбинированным называют такое освещение, которое сочетает в себе элементы общего и местного. Используют его тогда, когда требуется сконцентрировать поток лучей и избежать резких теней. Такое освещение предусмотрено при работах, имеющих, по зрительным параметрам, I-VIII разряды точности.


Источники света

В промышленных помещениях основными источниками его служат либо лампы накаливания, либо разнообразные газоразрядные приборы. У каждого из упомянутых типов - свои плюсы и минусы. У ламп накаливания, испускающих тепловое излучение, величина световой отдачи составляет 10-15 лм / Вт.

Это - источник непрерывного спектра. Больше всего в нем инфракрасных лучей, меньше всего - зеленых и синих оттенков. Поэтому различать цвета при таком освещении труднее. Недостатки этих ламп - небольшой срок службы, невысокий КПД, раскалённая поверхность колбы. Преимуществами же их являются компактность, простота, возможность эксплуатации практически в любых условиях и широкий выбор типов и мощностей.

Они могут быть вакуумными, газонаполненными и пр.

Газоразрядные лампы, которые бывают ртутными, люминесцентными, высокого давления и так далее, более экономичны. Свет, излучаемый ими, ближе к естественному. Поверхность колб у них холодная, с их помощью легче добиться высокой освещенности. Цветопередача обладает более широким спектром, что важно в промышленных условиях для определения контроля качества сырья и готовой продукции.


В чем их преимущество?

Они почти в три раза экономичнее, чем лампы накаливания, в связи с более долгим сроком службы. Недостатками их являются цветовая пульсация, слепящее действие, шум при эксплуатации, высокая стоимость закупки и монтажа. Последний фактор компенсируется длительным сроком использования.

Открытые газоразрядные лампы эксплуатировать запрещено, они должны иметь защиту от вредной для глаз пульсации.

В настоящие дни такие лампы выпускают разных видов. ЛД (это обозначение ламп дневного света) дают голубоватый оттенок. Спектр их изучения близок к спектру чистого неба. ЛДЦ (так обозначают разновидность с улучшенной цветопередачей) напоминают предыдущие, но лучше "транслируют" теплые тона спектра. Лампы типа ЛЕ ближе всего к естественным лучам солнца. ЛБ - белые, дающие слегка фиолетовый оттенок. Имеются также лампы ЛХБ (холодного белого цвета) и ЛТВ - (теплого).

Яркий цвет люминесцентных ламп наиболее целесообразен для применения на производстве. Теплый оттенок востребован в помещениях отдыха персонала. В целом назначение их - компенсировать недостаток естественного освещения. Это относится к помещениям с окнами, выходящими на север, затемненными деревьями и соседними зданиями, подвальным помещениям и т. п.

Дуговые ртутные лампы принадлежат к классу светильников высокого давления. При присущей им экономичности целесообразно применять их для общего надзора в цехах с работами, не требующими особого класса точности, в просторных помещениях с высокими потолками, а также для освещения зон выгрузки и погрузки.


Какими бывают светильники

Их составные части - непосредственно источник света и арматура. Предназначение последней - перераспределение потока лучей, защита глаз, предотвращение повреждений прибора и попадания на него грязи. В зависимости от направления испускаемого потока, светильник может быть прямого и отраженного света. В первом случае 80 и более процентов лучей падает на рабочую поверхность. Во втором - та же часть попадает в пространство выше источника света - на стены и потолок.

В плане защиты от факторов внешней среды светильники могут быть открытыми, пыленепроницаемыми, влагозащищенными (как правило, от попадания воды сверху). Выпускаются и специальные лампы, которые могут быть герметичными и применяться для погружения в жидкую среду или взрывозащищенными - для работ в пожароопасных помещениях. Нормативные требования к их безопасности прописаны в соответствующих стандартах.

Нормы освещения

Законодательно установлены величины освещенности, минимально допустимые для разного типа помещений - производственных, жилых, общественных, вспомогательных, а также открытых пространств, производственных территорий и путей железных дорог. Именно на них основан расчет искусственного освещения. Зависит минимальный показатель от вида зрительной работы, фона и контраста его с объектом. При этом следует учитывать вид освещения (комбинированное либо общее), тип его источников.

По нормам, любая работа относится к одному из 8 разрядов, а большинство из них, в свою очередь, состоит из четырех подразрядов, обозначаемых буквами от А до Г.


Другие виды освещения

Аварийным называется то освещение, назначение которого - обеспечить возможность продолжения работы в случаях перебоев с электроэнергией. Оно устанавливается в местах, где в отсутствие света возможен пожар, взрыв, отравление либо нарушение технологии. Это относится к котельным, компрессорным, печным отделениям и т. д.

Назначение эвакуационного освещения ясно из его названия. Устанавливается оно в предназначенных для прохода местах, на лестничных клетках и в прочих зонах эвакуации.

Охранное освещение используется в ночное время для слежения за территорией. Обычно в качестве него бывает задействована часть светильников аварийного или рабочего освещения.

Как рассчитывают освещение

В конкретных условиях производства обычно возникает необходимость либо произвести расчет искусственного освещения помещения на предмет соответствия нормам по охране труда, либо разработать новую систему под конкретный вид работ. В первом из случаев измеряют фактический уровень освещенности и сравнивают его с нормативным.

При проектировании нового источника определяются с системой освещения, типом источника, устанавливают требуемую освещенность согласно нормам и рассчитывают необходимое для ее обеспечения число ламп или светильников.


Методы расчета общего искусственного освещения

Основных методов три: удельной мощности, точечный и метод с применением коэффициента использования потока света.

Последний используют в общих случаях, когда требуется произвести расчет искусственного освещения (равномерного) любой горизонтальной поверхности, и предполагается использование ламп различного типа. Его суть - в нахождении коэффициента конкретно для определенного помещения с заданными параметрами и светоотражающими свойствами материалов, использованных при отделке.

Недостатки метода - не слишком высокая точность расчета, а также его трудоемкость. Применяется он в основном для определения параметров внутри помещения.

Расчет искусственного освещения с применением метода удельной мощности производят в случаях необходимости предварительного определения показателей проектируемой световой установки.

Другие методы

Точечный метод нашел свое применение в расчетах как общего, так и местного локализованного освещения. При этом он применяется при разном расположении рабочей поверхности.

По данной методике определяется освещенность плоскости в любой из рассчитываемых точек. Причем вычисление производится отдельно по отношению к каждому источнику. Способ этот - весьма трудоемкий и требует от применяющего его внимательности и аккуратности.

Есть и другие методы расчета искусственного освещения. Например, комбинированный, который применяют в случае невозможности определить требуемый уровень одним из предыдущих способов.

В отдельных помещениях (например, на лестницах, в коридорах) мощность используемых ламп задается прямыми нормативами.


Расчет искусственного освещения. Пример

Рассмотрим, как рассчитывается освещение по методу коэффициента использования светового потока. Основная формула в данном случае выглядит так:

F = (Емин х S х Кз х z) / (n х η), где:

  • F - расчетный световой поток одной или нескольких ламп источника света,
  • Емин - нормативная освещенность (лк),
  • Кз - предусмотренный в зависимости от загрязненности помещения и типа ламп коэффициент запаса,
  • z - поправочный коэффициент, назначение которого - учесть среднюю освещенность помещения, превышающую нормативы,
  • n - количество светильников,
  • S - площадь помещения в квадратных метрах,
  • η - коэффициент использования светового потока (это справочная величина, берущаяся в зависимости от вида светильника, размеров помещения и коэффициента отражения материалов, из которого сделаны стены, полы и потолки).

Все нормативные и справочные цифры возможно получить из соответствующих таблиц, в которых содержится нормирование и расчет искусственного освещения.

Задание № 2

Расчет искусственного освещения производственных помещений

Важным фактором обеспечения комфортных условий труда является создание оптимального освещения производственных помещений, рабочих мест, участков производства работ вне зданий и территории предприятия в целом. Для искусственного освещения производственных помещений используют преимущественно люминесцентные лампы, а при высоте 12…14 м – дуговые ртутные лампы. Лампы накаливания вследствие низкого кпд практически не находят применения на современных предприятиях.

Задачами светотехнического расчета могут быть:

– определение мощности ламп, необходимой для обеспечения заданной освещенности, при выбранных типе и расположении светильников;

– определение числа и расположения светильников известной мощности, необходимых для получения заданной освещенности;

– определение ожидаемой (расчетной) освещенности при известных типе, расположении и мощности светильников.

Наиболее распространенным методом расчета искусственного освещения является метод коэффициента использования светового потока :

где Ф – требуемый световой поток дуговой ртутной лампы (ДРЛ) или группы ламп люминесцентного светильника, лм

Е н – требуемая минимальная нормируемая освещенность в помещении, лк, подбирается по СНиПу 23-05-95 в зависимости от условий и характера зрительной работы (табл.8).

S – площадь освещаемой поверхности, т.е. площадь помещения, м 2 ;

К з – коэффициент запаса, учитывающий старение лампы и запыленность воздуха в помещении. Определяется по СНиПу 23-05-95 (табл.9);

z – коэффициент неравномерности освещения, представляющий собой отношение средней освещенности к минимальной, создаваемой лампой

. Для ДРЛ z = 1,15, для люминесцентных ламп z=1,1;

N – количество светильников, шт;

η – коэффициент использования светового потока светильника (в долях единицы), подбирается по справочным данным, исходя из типа светильника, индекса помещения (i ) и коэффициентов отражения потолка, стен и расчетной поверхности табл. 10, 11, 12).

Индекс помещения i определяют по формуле:


(25)

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

Н св – расстояние от светильника до расчетной поверхности, м


(26)

где Н – высота помещения, м;

h п – расстояние от потолка до светильника;

h р – расстояние от пола до расчетной поверхности.

После определения требуемого светового потока лампы подбирают по справочным данным ближайшую стандартную лампу (табл. 13, 14) и находят отклонение ее светового потока от расчетного:


, % (27)

Допускается отклонение в пределах от -10 % до +20 %.

Выполнение работы.

Спроектировать общее равномерное освещение помещения лаборатории физико-механических испытаний светильниками типа ОД с двумя люминесцентными лампами. Размеры помещения: длина A = 20 м, ширина B = 8 м, высота H = 3 м. Коэффициенты отражения потолка ρ п 70%, стен ρ с 50 %, расчетной поверхности ρ р 30 %. Содержание пыли в воздухе помещения < 1 мг/м 3 .

1. По СНиПу 23-05-95 (табл.8) определяем Е н в зависимости от характера зрительной работы:

Е н = 200 лк.

2. Вычисляем площадь освещаемой поверхности, т.е. помещения:

S=A*B=20*8=160м 2 .

3. Коэффициент запаса лампы в зависимости от содержания пыли в помещении найдем по табл. 9:

К з = 1,5 мг/м 3

4. Коэффициент неравномерности освещения для люминесцентных ламп z = 1,1.

5. Задаемся количеством светильников N и определяем схему их навески. Принимаем 14 светильников, расположенных в два ряда.

Расстояние от стены до светильника принимается равным

, где l – расстояние между светильниками, l = 2 м. Тогда

м.

6. Определяем индекс помещения по формуле (25):


Учитывая то, что h п составляет 0,2 м, а h р принимаем 0,8 м, определяем:

H св =3-0,2-0,8=2м

Тогда =(20*8)/2*(20+8)=2,86

7. Коэффициент использования светового потока светильника типа ОД с учетом заданных коэффициентов отражения потолка и стен определяем по табл.12. Принимается в долях единицы η = 0,55.

8. Тогда требуемый световой поток равен:

=(200*160*1,5*1,1)/(14*0,55)=6857лм

9. В светильнике – 2 лампы, поэтому требуемый световой поток одной лампы равен 6857:2=3428 лм. По ГОСТу 6825–74 (табл. 14) подбираем ближайшую стандартную люминесцентную лампу ЛБ 40 со световым потоком 3000 лм.

10. Найдем отклонение светового потока выбранной стандартной лампы от требуемого по расчету:


=(3428-3000)/3000*100=14,3,

что находится в пределах допустимого.

11. Таким образом, для освещения помещения лаборатории требуется 14 светильников типа ОД с двумя люминесцентными лампами. Схема расположения светильников представлена на рисунке.


Схема расположения светильников

В древние времена свет воспринимался людьми как явление, которое зависело от воли высших существ… Сегодня ни для кого не секрет, как можно управлять этим излучением, в чем его суть, как провести расчет искусственного освещения.

Недостаток световых лучей приводит к значительному уменьшению работоспособности, ухудшению самочувствия и к снижению настроения. В связи с этим важным моментом является правильное, с соблюдением гигиенических требований, размещение и подключение осветительных приборов. Для предприятий выгодным будет приобретение энергосберегающего оборудования как для внутренних помещений, так и для территории.

Характеристики освещения

В диапазоне волны длиной в 380-780 нм электромагнитное излучение оптического спектра становится видимым. Его можно охарактеризовать по следующим величинам:

1. Световой поток (это часть оптического излучения, воспринимаемая человеком как свет). Единицей измерения является люмен. При расчетах обозначается как Ф.

2. Сила света (это плотность светового потока в пространстве, лежащая в направлении оси телесного угла). Обозначается как I,

а измеряется в канделах.

3. Телесный угол (это часть пространства, которая расположена внутри конической поверхности). Измеряется в стерадианах. Обозначается в расчетах W.

4. Освещенность показывает значение поверхностной плотности светового потока. Единицей ее является люкс, а обозначается Е.

5. Яркость представляет собой поверхностную плотность силы света поверхности, которая лежит в данном направлении. Этот поток измеряется в канделах на квадратный метр и обозначается L.

6. Показатель ослепленности (Р) является критерием слепящего действия световых приборов.

7. Критерий пульсации освещенности (Кп), измеряемый в процентах, служит для оценки относительной глубины колебаний освещенности.

8. Показатель дискомфорта (М) используется в качестве критерия оценки дискомфортной блескости, которая вызывает ощущение рези в глазах при неоднородном размещении ярких пятен в

Приборы измерения

Для определения освещенности используются различные люксметры. Например, прибор «Ю-116» позволяет рассчитать этот параметр, создаваемый лампой накаливания и естественным светом. Люксметр применяется для контроля над освещенностью в сельском хозяйстве, на транспорте, в промышленности и в других сферах.

Для измерения других величин, например, яркости, коэффициента пульсации, используются аналого-цифровые приборы. Примером их служит пульсометр-люксметр «АРГУС-07». Принцип его действия - в преобразовании светового потока, который создается протяженными объектами, в электрический непрерывный сигнал, пропорциональный освещенности. Далее он преобразуется в цифровой код, проявляемый на электронном табло.

в производстве

Если помещение озаряется только лампами, торшерами, светильниками, то есть искусственным светом, то такое освещение называется искусственным. Оно необходимо для создания комфортных условий труда, нормальной работы зданий и территорий. Его можно разделить на следующие типы:

  1. Рабочее.
  2. Охранное.
  3. Аварийное.
  4. Дежурное.

Первое используется для освещения офисов, мест выполнения работ вне здания. Второй и четвертый тип освещения включается в нерабочие часы, и третий выделяет эвакуационные выходы, различные безопасные моменты. может быть общим, при котором лампы размещены равномерно в верхней зоне офиса, или комбинированным. Во втором случае к общему прибавляется местное освещение, которое создается лампами, находящимися вблизи рабочего места.


Следующим видом производственного освещения является естественное. Здесь тоже можно выделить несколько типов: боковое, верхнее, комбинированное. Первый - это когда солнечный свет проникает в помещение через световые проемы в наружных стенах. При втором свет проходить через проемы в стенах в местах перепада высот здания или через фонари. Третий тип сочетает в себе верхнее и боковое освещение. Этот вид освещения особенно необходим в помещениях с постоянным присутствием большого количества людей.

Совмещенный вид освещения является комбинацией естественного и искусственного. Оно применяется в особых случаях, когда выполняются работы с первого по третий разряды, если необходимы объемно-планировочные решения для строительства или когда технико-экономическая целесообразность подтверждена расчетами.

Нормы видов освещения

При выборе значений параметров норм нужно опираться на СНиП «Естественное и искусственное освещение». При этом освещенность помещений регулируется ее минимальным разрешенным уровнем, исходя из характеристик и вида выполняемой зрительной работы (ЗР). Существуют три вида ЗР:

  1. Первый включает в себя деятельность, при которой не нужно применять оптические приборы. Объект различения в этом случае может находиться на разных расстояниях от глаз.
  2. Второй разрешает использование оптических приборов при выполнении работ. Причина кроется в очень маленьком размере рассматриваемого объекта, который не воспринимается глазом.
  3. Третий включает работы, при которых необходимо воспринимать информацию с экранов. К этому виду применяются особые требования к организации освещения.

При согласованности со СНиП «Естественное и искусственное освещение» можно выделить следующие характеристики зрительных работ без использования оптики: разряд, подразряд. Первая формируется в связи с размером объекта различения, а вторая - от сочетания контраста и светлоты объекта различения с фоном. Для каждой характеристики нормируются освещенность, показатель освещенности, коэффициент пульсации и свои методы расчета искусственного освещения.

Если освещение в помещении естественное или совмещенное, то для разряда ЗР приводится коэффициент естественной освещенности. Он представляет собой отношение естественного света к установленной величине наружной горизонтальной освещенности, которая создается светом открытого неба.

Когда естественное освещение является боковым и односторонним, то возникает минимальное значение КЕО в точке, которая находится на пересечении вертикальной плоскости сечения помещения и условной функциональной поверхности на расстоянии 1 м от стены, дальше всех расположенной от световых проемов. Если освещение верхнее или комбинированное, то при расчетах берется среднее значение коэффициента в точках, находящихся на пересечении вертикальной плоскости разреза помещения и рабочей поверхности.

Расчет искусственного освещения

Первым пунктом в этом вопросе будет отбор типа источника света. Также необходимо определиться с системой освещенности и соответствующей нормой. Вторым пунктом станет размещение в офисе выбранного светильника и расчет освещенности в определенных точках. И, наконец, последним пунктом будет определение единичной мощности ламп. Выбор источника света проводится по следующему правилу: экономичные газоразрядные лампы используются в помещениях с температурой воздуха выше десяти градусов, с высокими требованиями к качеству цветопередачи и минимальной степенью травматизма. Если в офисе естественный свет отсутствует и выполняются точные работы, то применяется люминесцентное освещение. Если необходимо использовать и провести расчет светодиодного освещения, то здесь следует помнить о том, что светильники такого типа не несут стробоскопический эффект, то есть свет идет постоянно. Поэтому важно провести верный расчет коэффициента пульсации, чтобы исключить высокую яркость.

Метод удельной мощности

Расчет искусственного освещения данным способом позволяет провести ориентировочный расчет освещения производственного помещения при равномерном распределении светильников. Мощность одной лампы рассчитывается по формуле:

Где Ру обозначает удельную мощность лампы, значение которой есть в справочниках. Удельная мощность зависит от типа и размещения ламп и светильников, характеристики освещаемого помещения, а также от высоты подвеса. Величина S показывает площадь пола, а пл - число ламп. Результаты обычно округляют в сторону большего значения.

Метод светового потока или коэффициента использования

Этим способом проводится расчет производственного освещения в случаях, когда освещенность рабочей поверхности задана. Метод не применяется для локализованного наружного и местного освещения, если рабочие поверхности не горизонтальные, а также при расчетах направленного сконцентрированного светового потока.

Расчеты проводятся по формуле:

F = En S Z K/ Nη

Где F - это световой поток; En - нормируемая освещенность; S - площадь пола; N - число ламп; Z - коэффициент минимальной мощности; K - коэффициент запаса; η - коэффициент использования световых лучей ламп.

По значению светового потока отбирается светильник, который может отличаться от расчетной величины в пределах от -10 до +20 процентов. Если же разница больше разрешенных границ, то регулируется число светильников.

Точечный метод

Способ применяется для определения световых лучей ламп в случаях, когда отраженный свет неважен. Метод используется при любом расположении освещаемой поверхности и светильников. Способ основан на соотношении зависимости освещенности поверхности (Е), которая создается точечным источником света, от расстояния до поверхности (r), угла падения луча (a) и силы света (I):

Е = I cos α/r 2

Расчет освещения цеха, и конкретно осветительной установки, включает в себя несколько этапов:

1. Нахождение минимальной нормированной освещенности.

2. Отбор типа источника света. Определение вида светильников и их размещение по цеху.

3. Выделение контрольных точек с наименьшей условной освещенностью на плане офиса.

4. В контрольных точках проводят расчеты по условной освещенности. Последующий расчет освещения производственного помещения опирается на точку с наименьшей условной освещенностью.

5. С помощью справочных таблиц определяют коэффициенты добавочной освещенности и запаса.

6. Находят световой поток ламп. По результатам подбирают стандартную лампу.

7. Определяют мощность лампы и всей световой установки.

Пример расчета освещения приведем следующий: в задаче даны высота h=4 м, коэффициент запаса k=1,5, коэффициент добавочной освещенности u=1,2, нормированная освещенность Emin=75 лк. Необходимо определить освещение с рабочими поверхностями у стен лампами УПД.

Так как в светильниках данного типа глубокое светораспределение, то для них λ=1. Расстояние между световыми установками будет 4 м, а от крайних светильников до стен - 1 м. Размещаем на плане контрольные точки А, Б (с наименьшей освещенностью) и подсчитываем расстояние от них до проекций ближайших светильников (d). Следующим пунктом будет определение условной освещенности и нахождение точки с наименьшей освещенностью. По данным подсчитываем значение светового потока лампы, ее разницу со стандартным значением, а также находим освещение.

Расчет общего освещения при работе с компьютерами


Когда деятельность сотрудника связана с ПЭВМ, должны соблюдаться особые правила при установке освещения. В этом случае глаз испытывает двойную нагрузку, так как воспринимает отраженный свет от клавиатуры и документов, а также прямой от монитора.

Помещение должно иметь искусственное и естественное освещение, с коэффициентом КЕО не ниже 1,2%. Необходимо, чтобы рабочая поверхность с компьютерами была ориентирована боковой стороной к световым проемам для проникновения естественного света. Расчет искусственного освещения помещения осуществляется относительно системы общего равномерного падения света. Прямая блесткость ограничивается от источников освещения (яркость окон, ламп и других светящихся поверхностей не больше 200 кд/м 2), а отраженная регулируется за счет правильного выбора светильников и позиций функциональных мест в зависимости от основы света (яркость бликов на экране не больше 40 кд/м 2).

При искусственном освещении в качестве источников света нужно использовать люминесцентные и компактные люминесцентные лампы. Если помещения несут производственный или общественный характер, то можно применять металлогалогенные лампы. Светильники должны быть с экранирующими решетками и рассеивателями.

Решения освещения улиц

Уличное освещение несет важную задачу объединения внешних участков в единое целое, играет роль помощника безопасности и ориентации в пространстве, а также вносит эстетическую нотку в убранство городов. Световое оборудование для такого типа освещения необходимо подбирать в зависимости от особенностей и статуса объектов. Они могут включаться автоматически или с помощью диспетчера. Можно выделить несколько видов уличного освещения:

  1. Заливающее. Суть метода - в установке и нацеливании прожекторов заливающего света. Его используют для иллюминации в охранных целях прилегающих территорий.
  2. Общее. Этот способ включает в себя равномерное распределение светильников одного типа. Оно идеально подходит для освещения дорожек, парков, зон, где перемещаются люди и автомобили.
  3. Маркировочное. При этом виде уличного освещения светильники располагаются вдоль выделенных линий и форм. Оно используется для создания визуальных контуров, подчеркивания рельефности, выделения направления автомобильных и пешеходных дорог.

Задание № 2

Расчет искусственного освещения производственных помещений

Важным фактором обеспечения комфортных условий труда является создание оптимального освещения производственных помещений, рабочих мест, участков производства р бот вне зданий и территории предприятия в целом. Для искусственного освещения производственных помещений используют преимущественно люминесцентные лампы, а при высоте 12…14 м – дуговые ртутные лампы. Лампы накаливания вследствие низкого кпд практически не находят применения на современных предприятиях.

Задачами светотехнического расчета могут быть:

определение мощности ламп, необходимой для обеспечения заданной освещенности, при выбранных типе и расположении светильников;

определение числа и расположения светильников известной мощности, необходимых для получения заданной освещенности;

определение ожидаемой (расчетной) освещенности при известных типе, расположении и мощности светильников.

Наиболее распространенным методом расчета искусственного освещения является метод коэффициента использования светового потока :

где Ф – требуемый световой поток дуговой ртутной лампы (ДРЛ) или группы ламп люминесцентного светильника, лм

Е н – требуемая минимальная нормируемая освещенность в помещении, лк, подбирается по СНиПу 23-05-95 в зависимости от условий и характера зрительной работы (табл.8).

S – площадь освещаемой поверхности, т.е. площадь помещения, м 2 ;

К з – коэффициент запаса, учитывающий старение лампы и запыленность воздуха в помещении. Определяется по СНиПу 23-05-95 (табл.9);

z – коэффициент неравномерности освещения, представляющий собой отношение средней освещенности к минимальной, создаваемой лампой . Для ДРЛ z = 1,15, для люминесцентных ламп z=1,1;

N – количество светильников, шт;

η – коэффициент использования светового потока светильника (в долях единицы), подбирается по справочным данным, исходя из типа светильника, индекса помещения (i ) и коэффициентов отражения потолка, стен и расчетной поверхности табл. 10, 11, 12).

Индекс помещения i определяют по формуле:

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

Н св – расстояние от светильника до расчетной поверхности, м

где Н – высота помещения, м;

h п – расстояние от потолка до светильника;

h р – расстояние от пола до расчетной поверхности.

После определения требуемого светового потока лампы подбирают по справочным данным ближайшую стандартную лампу (табл. 13, 14) и находят отклонение ее светового потока от расчетного:

, % (27)

Допускается отклонение в пределах от -10 % до +20 %.

Выполнение работы.

Спроектировать общее равномерное освещение помещения лаборатории физико-механических испытаний светильниками типа ОД с двумя люминесцентными лампами. Размеры помещения: длина A = 20 м, ширина B = 8 м, высота H = 3 м. Коэффициенты отражения потолка ρ п 70%, стен ρ с 50 %, расчетной поверхности ρ р 30 %. Содержание пыли в воздухе помещения < 1 мг/м 3 .

1. По СНиПу 23-05-95 (табл.8) определяем Е н в зависимости от характера зрительной работы:

Е н = 200 лк.

2. Вычисляем площадь освещаемой поверхности, т.е. помещения:

S=A*B=20*8=160м 2 .

3. Коэффициент запаса лампы в зависимости от содержания пыли в помещении найдем по табл. 9:

К з = 1,5 мг/м 3

4. Коэффициент неравномерности освещения для люминесцентных ламп z = 1,1.

5. Задаемся количеством светильников N и определяем схему их навески. Принимаем 14 светильников, расположенных в два ряда.

Расстояние от стены до светильника принимается равным , где l – расстояние между светильниками, l = 2 м. Тогда м.

6. Определяем индекс помещения по формуле (25):

Учитывая то, что h п составляет 0,2 м, а h р принимаем 0,8 м, определяем:

H св =3-0,2-0,8=2м

Тогда =(20*8)/2*(20+8)=2,86

7. Коэффициент использования светового потока светильника типа ОД с учетом заданных коэффициентов отражения потолка и стен определяем по табл.12. Принимается в долях единицы η = 0,55.

8. Тогда требуемый световой поток равен:

=(200*160*1,5*1,1)/(14*0,55)=6857лм

9. В светильнике – 2 лампы, поэтому требуемый световой поток одной лампы равен 6857:2=3428 лм. По ГОСТу 6825–74 (табл. 14) подбираем ближайшую стандартную люминесцентную лампу ЛБ 40 со световым потоком 3000 лм.

10. Найдем отклонение светового потока выбранной стандартной лампы от требуемого по расчету:

=(3428-3000)/3000*100=14,3,

что находится в пределах допустимого.

11. Таким образом, для освещения помещения лаборатории требуется 14 светильников типа ОД с двумя люминесцентными лампами. Схема расположения светильников представлена на рисунке.


Схема расположения светильников