Производственное освещение. Расчет искусственного освещения
Задачей расчета является определение потребной мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности или, при известном числе и мощности ламп, определение ожидаемой освещенности на рабочей поверхности.
Проектируя осветительную установку, необходимо решить ряд вопросов:
1. Выбрать тип источника света. Для освещения производственных помещений должны применяться газоразрядные лампы; там, где температура воздуха может быть менее +10° С и напряжение в сети переменного тока может падать ниже 90% номинального, следует отдавать предпочтение лампам накаливания. 2. Выбрать систему освещения. Определяя систему освещения, необходимо учитывать, что экономичнее система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна, так как создает более равномерное распределение световой энергии. Применяя локализированное общее освещение, можно наиболее просто добиться высоких уровней освещенности на рабочих местах без значительных экономических затрат. При выполнении работ I—IV, Va и V6 разрядов следует применять систему комбинированного освещения. Применение местных светильников повышает освещенность, помогает создать необходимую направленность светового потока, исключить блескость, в некоторых случаях проводить работы на просвет (выверку зазоров).
3. Выбрать тип светильников с учетом загрязненности воздушной среды в соответствии с требованиями распределения яркостей в поле зрения и с требованиями взрыво- и пожаробезопасности.
4. Произвести распределение светильников и определить их количество. Светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно. Обеспечение равномерного распределения освещенности достигается в том случае, если отношение расстояния между центрами светильников L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью Нр составит для светильников: «Глубокоизлучатель» 1,4; «Универсаль» 1,5; «Люцетта» 1,4; «Шар молочного стекла» 2,0; ВЗГ 2,0; ОД 1,4; ПВЛ 1,5.
5. Определить нормируемую освещенность на рабочем месте. Для этого необходимо определить характер выполняемой работы по наименьшему размеру объекта различения, оценить контраст объекта с фоном и фон на рабочем месте и по табл. 1 или 2, в соответствии с выбранной системой освещения и источником света, найти минимальную нормируемую освещенность. Для расчета искусственного освещения пользуются в основном тремя методами.
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 Fл (лм) при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле
где Ен — нормированная минимальная освещенность, лк; S— площадь освещаемого помещения, м2; z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Еср/Еmin , значения которого обычно находятся в пределах 1,1—1,5 (в среднем 1,2); к — коэффициент запаса, принимаемый в соответствии с табл. 2; N — число светильников в помещении; η — коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от к. п. д. и кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения потолка (рп) и стен (рс), высоты подвеса светильников и размеров помещения (табл. 3).
Значения коэффициента η определяют по таблицам, в зависимости от коэффициентов отражения светового потока от потолка и стен и показателя помещения i, определяемого из отношения
где А и В — два характерных размера помещения; Нр — высота светильников над расчетной поверхностью.
Подсчитав по вышеприведенной формуле световой поток лампы Fл, по табл. 4 подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной системы. В практике допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного до — 10 и +20%, в противном .случае задается другая схема расположения светильников.
Точечный метод применяют для расчета локализованного и местного освещения, освещения наклонных плоскостей и для проверки расчета равномерного общего освещения, когда отраженным световым потоком можно пренебречь.
В основу точечного метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света:
где Ja — сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд (рис. 21); r — расстояние от светильника до расчетной точки, м; а — угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока на источник.
Для практического использования вводим в формулу коэффициент запаса k и заменяем r на Hp/cos a откуда
где Hр—высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.
Данные о распределении силы света приводятся в справочниках.
При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем вычисляют арифметическую сумму освещенностей.
Метод удельной мощности (метод-Ватт) является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчетах.
Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы для создания в помещении нормируемой освещенности:
где Рл — мощность одной лампы, Вт; Р — удельная мощность, Вт/м2; S — площадь помещения; N — число ламп в осветительной установке.
Значения удельной мощности приводятся в таблицах в зависимости от уровня освещенности, площади помещения, высоты подвеса и типа светильников. Примерные значения удельной мощности для случая равномерного размещения светильников и коэффициента запаса 1,5 приведены в табл. 5.
Полезная информация: