Расчет общего равномерного искусственного освещения производственного помещения

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

РАСЧЕТ ОБЩЕГО РАВНОМЕРНОГО ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Цель работы: ознакомиться с алгоритмом расчёта искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока; рассчитать общее равномерное освещение производственного помещения.

Метод коэффициента использования светового потока применяют для расчета общего равномерного искусственного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии затенений с учетом как прямого, так и отраженного света. Метод основан на соотношении: Е=Ф/S, где Е — средняя освещенность, лк; Ф — световой поток, падающий на освещаемую поверхность, лм; S — площадь освещаемой поверхности, м2. Световой поток, достигающий освещаемой поверхности, значительно меньше суммарного потока ламп данной осветительной установки за счет различных потерь. Поэтому коэффициент использования светового потока з, %, определяется соотношением:

з= Фр.п./ Фист (4)

где Фр. п — световой поток, достигающий расчетной поверхности, лм;

Фистсуммарный световой поток источников света осветительной установки, лм.

Коэффициент з прямо пропорционален к.п.д. светильника и зависит от следующих факторов: окраски стен, потолка и рабочей поверхности; характера светораспределения светильника (чем уже кривая светораспределения, тем выше з); расчетной высоты h, с уменьшением которой з увеличивается; площади помещения, с возрастанием которой з увеличивается; формы помещения (чем меньше помещение отличается от квадрата, тем выше з: влияние формы помещения на значение з учитывается индексом помещения i).

В соответствии с /1/, при использовании ламп накаливания в системе общего освещения для I — IV разрядов зрительной работы Ен снижают на одну ступень по шкале освещенности (ступени шкалы нормированных значений освещенности, лк:…75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000…).

Основные исходные данные для расчета:

1) нормированное значение освещенности — Е, лк

(«Приложение», табл. 1) для данного вида (разряда) зрительной работы (разряд зрительной работы определяется величиной объекта различения);

2) характеристики помещения: длина А, м; ширина В, м; высота Н, м; коэффициенты отражения потолка и стен — спот, сстен;

Порядок расчета:

1. По табл.1 (см. Приложение) определить норматив Е (лк) для выполняемой работы.

2. Высоту расположения светильника над освещаемой поверхностью (расчетную высоту) h определяют соотношением:

h=Нhсhр (5)

где: Нобщая высота помещения, м.;

hсвысота от потолка до светового центра светильника, м;

hрвысота от пола до освещаемой поверхности, м.

3. Высоту hс определяют по формуле:

hс= 0,2…0,25 (Hhр) (6)

или hс ?1,5

4. Расстояние между светильниками или рядами светильников (точнее — между световыми центрами соседних светильников) L, м, и расстояние от стены до ближайшего светильника ?, м, определяют по формулам

L=л· h (7) ?= (8)

искусственный освещение поверхность затенение

где л — параметрический коэффициент (для светильников с равномерной или полуширокой, широкой кривыми распределения силы света л = 1,6−1,8);

h — высота расположения светильника над освещаемой поверхностью, м.

5.Требуемое число светильников по длине Na и по ширине Nb помещения находят по формулам:

Na=А/L; Nb=В/L (9)

Полученные расчетные значения Na и Nb округляют до целых значений.

6. Общее число светильников N= Na· Nb (10)

7. Рассчитывают индекс помещения i:

i = (A· B)/(h·(A+B)), (11)

где, А и В — соответственно, длина и ширина помещения, м; h — высота размещения светильников над рабочей поверхностью, м.

8. Полученную расчетную величину i округляют до ближайшей по табл. 4 и определяют величину коэффициента использования светового потока з.

9. Световой поток Ф (лк) источника света (светильника) рассчитывают по формуле 12:

Ф = (ЕН· S·KЗ·Z·100)/(N·з), (12).

где ЕН — нормированное значение освещенности, лк;

S — освещаемая площадь помещения, м2;

КЗ — коэффициент запаса, учитывающий запыление (КЗ=1,3−1,8);

Z — коэффициент неравномерности освещения: Z = 1,1 — при освещении люминесцентными лампами для работ I — III разрядов; Z = 1,16 — то же для работ IV — VII разрядов; Z = 1,15 — при освещении лампами накаливания и ДРЛ для работ I — III разрядов; Z = 1,4 — то же для работ IV — VII разрядов;

N — число светильников;

з — коэффициент использования светового потока, %.

10. По табл. 5 или 6 выбирать ближайшую стандартную лампу и определяют её мощность. Если в светильнике размещают несколько ламп, расчётную величину светового потока Ф (лк) делят на количество ламп в светильнике n и рассчитывают световой поток лампы Фл (лк). По величине Фл по табл. 5 или 6 подбирают лампу определенной мощности.

11. При выборе типа лампы допускается отклонение от расчетного светового потока лампы Фл от минус 10% до плюс 20%, в противном случае выбирают другую схему расположения и количество светильников (или количество ламп в светильнике).

12.Выполняют проверочный расчет фактической освещенности, решая уравнение 13 относительно ЕН и подставляя в него фактическое значение светового потока лампы Фл:

(13)

где Nл — общее количество ламп осветительной установки (Nл= N · n).

13. Электрическую мощность системы освещения помещения определяют, умножая мощность лампы на общее количество ламп.

Р0=РлЧNлЧкп (14)

где Р0 и Рл мощность системы освещения помещения и мощность лампы;

кп — коэффициент, учитывающий потери пускорегулирующей аппаратуры (ПРА): для ламп накаливания кп=1; для люминесцентных ламп кп=1,25.

Рис. 4. План-схема освещения помещения:

а) в вертикальном разрезе; б) в плане;

условные обозначения — см. выше.

Пример 1.

Задание: Выполнить расчет освещения механического цеха.

Размеры помещения: А=32 м; В=12 м; Н=6 м.

Потолок и стены светлые, коэффициенты отражения: потолка сп=70%, стен сс=50%.

Напряжение осветительной установки U=220 В.

Система освещения — общее равномерное, светильники типа ПВЛ

в пылезащитном исполнении с люминесцентными лампами ЛД.

Решение:

1. Разряд зрительной работы — IV, Енорм.= 200лк

искусственный освещение поверхность затенение

2. hP= 0,8 м

3. hC= 0,2…0,25 (Н-hр) = 0,25· 5,2 = 1,3

4. h = H-hP — hC=6 — 0,8 — 1,3 = 3,9 м

5. = 1,0; L==· h=3,9; ?=1/ L= 1,3

6. Na = 32:3,9? 8 Nb=12:3,9=3; N=8•3=24 (светильника).

7. I =

8. з (по табл.4) — 58%

9.

10 В светильнике ПВЛ размещают 2 лампы ЛД, следовательно световой поток каждой лампы равен: 8960 лм: 2=4480 лм.

11. По табл. 5 находим лампу ЛД мощностью 80 Вт со световым потоком 4070 лм, отличающимся от расчетной величины светового потока 4480 менее, чем на 10%, т. е. данная лампа соответствует требуемым условиям освещения. Можно поступить иначе: выбрать лампу ЛХБ мощностью 80Вт и Фл=4440 лм, которая более соответствует расчетному значению светового потока и имеет лучшие гигиенические характеристики.

12. Определяем фактическую освещенность

что соответствует допустимым отклонениям.

13. Ро=80· 48•1,25=4800 Вт

Выводы. Для общего равномерного освещения механического цеха площадью 384 м² необходимо установить 24 светильника ПВЛ (по 2 лампы ЛХБ в каждом; мощность лампы 80 Вт); общая мощность осветительной установки 4,8 кВт.