Расчёт производственного освещения

Расчёт  производственного освещения.

1. Расчёт общего равномерного освещения.

Порядок расчёта.

Определяют назначение помещения  и условия его эксплуатации, включая  характер зрительных работ.

Выбирают тип источника света (таб. 1, 2, 3, 4, 5).

Таблица 1

Лампы накаливания общего назначения

с нормальной световой отдачей ( по ГОСТ 2239-79).

Примечание:

1. Номинальный средний срок службы всех ламп 1000 часов.
2. Лампы до 200 Вт включительно могут поставляться с цоколем 2Ш-22 с уменьшением полной длины на 3 мм, а лампы 300 Вт – с цоколем Р27 с уменьшением полной длины на 4мм.

Таблица 2.

Лампы накаливания общего назначения

с повышенной световой отдачей (по ГОСТ 2239-79)

Примечание:

1. Нормальный средний срок всех ламп 1000 часов.
2. Лампы имеют цоколь Р27 и возможность замены на 2 Ш 22.

Таблица 3.

Лампы накаливания для местного освещения (по ГОСТ 25834-83)

Примечание:

1. Нормальный средний срок всех ламп 1000 часов.
2. Лампы имеют цоколь Р27 и возможность замены на 2 Ш 22.

Таблица 4.

Технические данные люминесцентных ламп ( по ГОСТ 6825-91).

Таблица 5.

Судовые лампы (по ГОСТ 1608-88).

Примечание:

1.Лампы в лютированных колбах имеют световой поток по 3 % меньше указ. в табл. 5.

2.Допускается замена резьбовых цоколей штифтовыми при незначительном изменении размеров.

3.В серию судовых ламп входят также «софитная» лампа с цоколями на концах  220 В,

40 Вт, 260 лм, d=26 мм, ℓ=280 мм.

При выборе по табл. 1 – 5 учитывают, что спектральный состав и светоотдача показывают преимущество газоразрядных ламп. Однако в машинных залах в условиях пониженных температур менее 10ºС и при возможности падения напряжения в цепи на пути эвакуации предпочтение следует отдавать лампам накаливания. Затем выбирают тип светильников, учитывая, что экономические светильники нормального исполнения (ЛСП, ОД), но при высоком влагосодержании (более 75%) следует использовать влагозащитные, в условиях большой запылённости – пыленепроницаемые; для защиты от капель жидкости – брызгозащитные светильники, а если существует опасность образования взрывоопасных смесей с воздухом – светильники взрывозащищенного исполнения.

Далее светильники распределяют равномерно по всей длине помещения, определяя  их число, номер и высоту подвеса  Нр с учётом условий безопасности и удобной эксплуатации (наличие  монорельса, подвесных транспортных путей и т. д.).

Затем определяют нормальную величину освещённости рабочей поверхности  Ен, ориентируясь на характер, разряд, подразряд зрительной работы.

Определяют допустимые значения коэффициента минимальной освещённости Zmin и коэффициента запаса К, учитывая, что Zmin=E/Emin зависит от типа и источника света и число используемых фаз для питания светильников (табл. 6), а К выбирют в зависимости от характера и опасности выполняемых работ в проектируемом производственном помещении с учётом рекомендуемых, например, К=1,2 (Литература: Долин П.А. справочник по ТБ. М.: Энергоатом издат, 1983.-800 с. Таб.11.9)

Таблица 6

Усреднённые значения о пульсациях светового потока газоразрядных  ламп при переменном токе 50 Гц и разных схемах включения ( по данным ВНИСИ, 1965 г.)

Примечание к табл. 6: Пульсации даются как выражение в процентах отклонения небольших и наименьших значений потока от его среднего значения.

Зная размеры помещения А  и В и высоту подвеса светильников Нр, рассчитывают показатель помещения.

і=A*B/Hp (A+B).

Принимая цветовые решения по интерьеру (цвет и текстура потолка и стен), что позволяет определять коэффициент отражения поверхностей

ρ_п и ρ_ст (табл. 7).

Таблица 7.

Приблизительные значения коэффициентов  отражения стен и потолка.

По типу светильников, коэффициенту отражения ρн и ρст и показателю помещения i находят ожидаемый коэффициент использования светового потока в помещении по табл. (Литература в библиотеке института А 27466 и Д 4857).

Далее рассчитывают необходимую величину светового потока от одной лампы по формуле:       Е_н  • А •Ζ_min  •К

F_р   = ------------------

N • n •η

Где n – число ламп в каждом светильнике.

Подбираем подходящую лампу по табл. 1-5 с близкими значениями светового  потока F_л.

Далее вычисляем относительный избыток (или дефицит) светового потока по формуле:   F_л - F_р

                 ---------

     F_р

Пригодной считается лампа с  не более чем 20% избытком и с не менее чем 10% дефицитом светового  потока. Если нужной лампы не находится, задают другое значение числа светильников и повторяют расчет.

Пример расчета

ДАНО: Помещение аналитической  лаборатории, где необходимо читать, писать и снимать показания с  приборов, имеющих стрелки и риски  толщиной 0,3-0,5 мм. Цвет стрелок и  рисок черный, фон белый, подразряд зрительной работы «Г». Размеры помещения: 9х6х5 м. Параметры микроклимата по нормам: t> 19^оС , φ=70%, ν<0,2 м/с.

Содержание в воздухе капель жидкости, паров, газов, способных образовывать взрывоопасные смеси, не допускается.

1. Выбираем тип источника света: газоразрядные лампы (t> 10^оС )
2. Выбираем тип светильников: открытые, нормального исполнения для газоразрядных ламп.
3. Находим Е_но = 200 (3 разряд, подразряд «Г»).
4. Коэффициент минимальной освещенности принимаем равным 1,1, предполагая использовать 3 фазы для питания ламп.
5. Коэффициент запаса принимаем равным 1,2.
6. Потолок и стены лаборатории предполагаем окрасить в белый цвет (потолок – мел, стены – кафель). В этом случае ρ_п =70% и ρ_ст =50%
7. Располагаем светильники равномерно в три ряда по 5 светильников в каждом, в каждом светильнике – 2 лампы.

N= 3х5= 15 шт., n=2

8. Высоту подвеса принимаем 3 м, тогда і= 9х6/3(9х6)=1,2 табл. Находим η=0,52
9. Рассчитываем величину светового потока

 F_р= 200 • 9 • 6 • 1,1 • 1,2/15 • 2 • 0,52 = 914 лм

10. Подбираем ближайшую по световому потоку лампу ЛВ20 с F_л = 980лм (табл.4) и находим относительную величину избытка 980-914/914= +0,007 или +0,7%
11. Выбранная лампа пригодна, т.к. -10%<+0,7%<+20%.

2. Расчет  комбинированного освещения.

С целью экономии электроэнергии общее  равномерное освещение проектируется в расчете на зрительные работы, требующие освещенности Е_о ≤200 лк. Для более тонких зрительных работ (Е_нк > Е_о) следует использовать комбинацию общего равномерного и местного освещения (комбинированное освещение).

В таком случае после расчета общего равномерного освещения (либо на основании фактических данных об освещенности на рабочем месте Е_о ) и с учетом нормируемого освещения на конкретном рабочем месте Е_нк , определяют дефицит освещенности:

ΔЕ= Е_нк - Е_о и проектируют соответствующий местный источник.

Для этой цели выбирают его местонахождение: высоту h и угол падения луча α, а  также угол φ и коэффициент  отражения ρ рефлектора, после  чего рассчитывают требуемую силу света  I= ΔЕ • h²/cos ³ α.

А затем требуемую величину светового потока от ламп: F_р = 4π •I_м /1+ρ•( 4π-φ)/φ.

После чего подбирают необходимую  лампу по табл.3.

3. Пример комбинированного расчета

В упомянутой выше лаборатории на участке проведения экспериментов  используют ртутный термометр, зрительные работы с которым оцениваются 3 разрядом δ=0,3-0,5, малым цветовым контрастом (ртуть в стекле) и светлым фоном (подразряд «В»).

Е_о =200лк , Е_нк =750 лк.

Дефицит освещенности ΔЕ= 750 – 200= 550лк

Располагаем лампу на высоте h=0,7м  с α= 45^о, размером рефлектора выбираем φ= π/2, ρ=0,9, тогда

требуемая сила I_м = 550 • 0,7²/ (√2/2)³=770

Требуемая величина светового потока F_р = 4π •770 /1+0,9•[( 4π- π/2)/ π/2]=600лм

Подбираем лампу БК-40 F_л=520лм или БК-60 F_л=820лм.

4. Пример естественного освещения

Естественное освещение благоприятно действует на зрение, оно экономично. Поэтому необходимо использовать его для освещения производственных помещений и рабочих мест. Расчет естественного освещения сводится к определению площади световых проемов, через которые проникает свет в помещение.

Площадь окон при боковом освещении  S_о=S_п•ℓ• η_о•К_з•К_зд/100•r₁•τ_о, где

S_п- площадь пола помещения, м²;

ℓ=ℓ_н•m•c, значение коэффициента естественной освещенности (КЕО),%;

ℓ_н - нормированное значение КЕО, выбирается в зависимости от характеристики зрительной работы по СНиП ІІ-4-79

m- коэффициент светового климата, зависит от географической широты местности:

С – коэффициент солнечности  климата, зависит от ориентации рассчитываемых оконных проемов по сторонам света

η_о- световая характеристика окон, зависит от их расположения и размеров помещения

Значения «η_о» окон при боковом освещении

Примечание.  ℓ_п – длина помещения, В- глубина помещения, h₁- высота от уровня условий рабочей поверхности до верха окон;

В упомянутой выше лаборатории разместим  не лабораторию, в помещение для  складских нужд ближайшего цеха.

К_з- коэффициент запаса, учитывает степень загрязнения окон в ходе производственного процесса К_з =1,2-1,5;

К_зд - коэффициент, учитывает затемнение окон противостоящими зданиями, зависит от отношения расстояния между зданиями «Р» к высоте расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассчитываемых окон «Н_зд»:

r₁- коэффициент, учитывает увеличение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, выбирается из таблиц r₁= f ( В/ h₁; ℓ_п /В ; ρ_ср). В большинстве случаев находится в пределах r₁ = 1,05-1,75;

τ_о - общий коэффициент светопропускания, учитывает светопропускание материала окон, потери света в переплетах светопроема, в несущих конструкциях и в солнцезащитных устройствах, т.е. его величина представляет собой произведение пяти коэффициентов потерь. Для упрощения расчета можно принять τ_о =0,1-0,65.

Пример расчета

Данные для расчета:

ℓ_п=9м, В=6м, h₁ =3м

ℓ_п/В=9/6=1,5; В/ h₁=6/3=2 по табл. η_о=13

S_п=ℓ_п•В= 9•6=54 м²

ℓ_н =0,1;  m=0,8;  с=0,65; ℓ= 0,1•0,8•0,65=0,052

К_з =1,2; К_зд =1,0; τ_о =0,1; r₁ =1,0

S_о=S_п•ℓ• η_о•К_з•К_зд/100•r₁•τ_о=54• 0,052 •13 •1,2 •1,0/100• 1,05 •0,1= 4,2 м²

Окно размером 2 м х 2,1 м

Индивидуальное  задание САРС

Размеры помещения L –ширина  помещения, В – глубина помещения, Н – высота помещения

Остальные условия  студентом выбираются самостоятельно.