Вопрос 3. Требования к искусственному освещению методы расчета общего искусственного освещения

В производственных помещениях предусматривается естественное, искусственное и совмещенное освещение. Помещения с постоянным пребыванием персонала должны иметь естественное освещение. При работе в темное время в производственных помещениях используют искусственное освещение. В случаях выполнения работ наивысшей точности применяют совмещенное освещение. В свою очередь, освещение естественное может быть в зависимости от расположения световых проемов (фонарей) боковым, верхним и комбинированным. Искусственное освещение бывает общим (при равномерном освещении помещения), локализованным (при расположении источников света с учетом размещения рабочих мест), комбинированным (сочетание общего и местного освещения). Помимо этого, выделяют аварийное освещение (включаемое при внезапном отключении рабочего освещения). Аварийное освещение должно быть не менее 2 лк внутри здания.

В соответствии со «Строительными нормами и правилами» СНиП 23−05−95 освещение должно обеспечить: санитарные нормы освещенности на рабочих местах, равномерную яркость в поле зрения, отсутствие резких теней и блескости, постоянство освещенности по времени и правильность направления светового потока. Освещенность на рабочих местах и в производственных помещениях должна контролироваться не реже одного раза в год. Для измерения освещенности используется объективный люксметр (Ю-16, Ю-116, Ю-117). Принцип работы люксметра основан на измерении с помощью миллиамперметра тока от фотоэлемента, на который падает световой поток. Отклонение стрелки миллиамперметра пропорционально освещенности фотоэлемента. Миллиамперметр проградуирован в люксах.

Фактическая освещенность в производственном помещении должна быть больше или равна нормируемой освещенности. При несоблюдении требований к освещению развивается утомление зрения, понижается общая работоспособность и производительность труда, возрастает количество брака и опасность производственного травматизма. Низкая освещенность способствует развитию близорукости. Изменения освещенности вызывают частую переадаптацию, ведущую к развитию утомления зрения.

Блескость вызывает ослепленность, утомление зрения и может привести к несчастным случаям.

Искусственное освещение Нормы освещенности рабочих мест регламентируются СНиП 23−05−95.

При установлении нормы освещенности необходимо учитывать: размер объекта различения (установлено восемь разрядов от 1 до УП), контраст объекта с фоном и характер фона. На основании этих данных по таблицам НиП 23−05−95 определяется норма освещенности.

При выборе источников искусственного освещения должны учитываться их электрические, светотехнические, конструктивные, эксплуатационные и экономические показатели. На практике используются два вида источников освещения: лампы накаливания и газоразрядные. Лампы накаливания просты по конструкции, обладают быстротой разгорания. Но световая отдача их (количество излучаемого света на единицу потребляемой мощности) низкая- 13−15 лм/вт; у галогенных — 20−30 лм/вт, но срок службы небольшой. Газоразрядные лампы имеют световую отдачу 80−85 лм/вт, а натриевые лампы 115−125 лм/вт и срок службы 15−20 тыс. часов, они могут обеспечить любой спектр. Недостатками газоразрядных ламп является необходимость специального пускорегулирующего аппарата, длительное время разгорания, пульсация светового потока, неустойчивая работа при температуре ниже 0 °C.

Для освещения производственных помещений используются светильники, представляющие собой совокупность источника и арматуры.

Назначением арматуры является перераспределение светового потока, защита работающих от ослепленноети, а источника от загрязнения. Основными характеристиками арматуры являются: кривая распределения силы света, защитный угол и коэффициент полезного действия. В зависимости от светового потока, излучаемого светильником в нижнюю полусферу, различают светильники: прямого света (п), у которых световой поток, направленный в нижнюю сферу, составляет более 80%; преимущественно прямого света (Н) 60−80%; рассеянного света (Р) 40−60%; преимущественно отраженного света (В) 20−40%; отраженного света (О) менее 20%.

По форме кривой распределения силы света в вертикальной плоскости светильники разделяют на семь классов Д Л, Ш, М, С, Г, К.

Защитный угол светильника характеризует угол, который обеспечивает светильник для защиты работающих от ослепленности источником.

Расчет искусственного освещения производственного помещения ведется в следующей последовательности.

• 1. Выбор типа источников света. В зависимости от конкретных условий в производственном помещении (температура воздуха, особенности технологического процесса и его требований к освещению), а также светотехнических, электрических и других характеристик источников, выбирается нужный тип источников света.
• 2. Выбор системы освещения. При однородных рабочих местах, равномерном размещении оборудования в помещении принимается общее освещение. Если оборудование громоздкое, рабочие места с разными требованиями к освещению расположены неравномерно, то используется локализованная система освещения. При высокой точности выполняемых работ, наличии требования к направленности освещения применяется комбинированная система (сочетание общего и местного освещения).
• 3. Выбор типа светильника. С учетом потребного распределения силы света, загрязненности воздуха, пожаровзрывоопасности воздуха в помещении подбирается арматура.
• 4. Размещение светильников в помещении. Светильники с лампами накаливания можно располагать на потолочном перекрытии в шахматном порядке, по вершинам квадратных полей, рядами. Светильники с люминисцентными лампами располагают рядами.

При выборе схемы размещения светильников необходимо учитывать энергетические, экономические, светотехнические характеристики схем размещения. Так, высота подвеса (h) и расстояние между светильниками (I) связаны с экономическим показателем схемы размещения (лэ), зависимостью лэ =l/h. С помощью справочных таблиц выбирается целесообразная схема размещения светильников.

На основании принятой схемы размещения светильников определяется их потребное количество.

• 5. Определение потребной освещенности рабочих мест. Нормирование освещенности производится в соответствии со СНиП 23−05−95, как это было изложено выше.
• 6. Расчет характеристик источника света. Для расчета общего равномерного освещения применяется метод коэффициента использования светового потока, а расчет освещенности общего локализованного и местного освещения производится с помощью точечного метода.

В методе коэффициента использования расчет светового потока источника производится по формуле:

.

где Ен — нормативная освещенность, лк;

S — освещаемая площадь, м2;

Z — коэффициент минимальной освещенности.

;

К — коэффициент запаса, учитывающий ухудшение характеристик источников при эксплуатации;

N — число светильников;

з — коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования определяется по индексу помещения In и коэффициентам отражения потока, стен и пола по специальной таблице.

Индекс помещения расчитывается по формуле:

где, а и b длина и ширина помещения;

h — высота подвеса светильников.

В расчете освещенности точечным методом используется формула:

(лк),.

где Jб — нормативная сила света на данную точку поверхности, кд;

г — расстояние от источника до точки поверхности, м;

б — угол, образованный нормалью к освещаемой поверхности и падающим на поверхности лучом.

Для ориентировочного расчета мощности потребного источника используется метод удельных мощностей. Мощность источника определяется по формуле:

Pл = PS/N,.

где Р — потребная удельная мощность осветительных приборов на единицу освещаемой поверхности, вт/м2;

S — площадь освещаемой поверхности, м2;

N — принятое число светильников.

После определения характеристики потребного источника освещения, подбирается стандартный источник. Его характеристика может, иметь отклонения в пределах от 10% до +20% от расчетной.