Расчет искусственного освещения

Осветительная арматура перераспределяет световой поток лампы в пространстве, или преобразует ее свойства (изменяет спектральный состав излучения), предохраняет глаза работающих от ослепляющего действия ламп. Кроме того, она защищает источник света от влияния окружающей пожаро- и взрывоопасной, химически-активной среды, механических повреждений, пыли, грязи, атмосферных осадков.

Основными светлотехническими характеристиками светильников являются: светораспределение, кривая силы света, коэффициент полезного действия и защитный угол.

Коэффициент полезного действия (КПД) светильника определяется отношением светового потока светильника к световому потоку установленной в нем лампы. Осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником света, однако благодаря рациональному перераспределению света в необходимом направлении увеличивается освещенность на рабочих поверхностях.

По конструктивному исполнению светильники подразделяют на: открытые (лампа не отделена от внешней среды), защищенные (лампа отделена оболочкой, допускающей свободный проход воздуха), закрытые (оболочка защищает от проникновения внутрь светильника крупной пыли), пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывобезопасные и повышенной надежности против взрыва. По назначению светильники могут быть общего и местного освещения.

Для всех производственных помещений проектируют систему общего или комбинированного освещения. При выполнении работ 1-4 разрядов рекомендуется использовать, как правило, комбинированную систему освещения, поскольку достижение необходимой освещенности при общей системе освещения требует большого расхода электрической энергии и является нецелесообразным. С этой же точки зрения следует отдавать предпочтение локализованному освещению, в том числе и в системе комбинированного, выдерживая при этом допустимые нормы неравномерности освещения (СНиП ІІ-4-79). Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного освещения, однако во всех случаях не меньше 150 лк при газоразрядных лампах и 50 лк – при лампах накаливания.

С гигиенической точки зрения система общего освещения более совершенна, поскольку дает возможность более равномерно распределить световую энергию.

Выбирая источники света, следует отдавать предпочтение люминесцентным лампам, поскольку они энергетически более экономны. Кроме того, они по спектральным характеристикам максимально приближаются к естественному свету, что важно при совмещенном освещении.

Если нет технологических указаний, касающихся спектрального состава излучаемого света, то лучше всего, с экономической точки зрения, применять люминесцентные лампы типа ЛБ, у которых наивысшая светоотдача.

Для уменьшения начальных расходов на осветительные установки и расходов на их эксплуатацию следует использовать лампы большей мощности. Однако при этом может ухудшиться равномерность освещения, поскольку последняя обратно пропорциональна расстоянию между источниками света.

В общем случае равномерность освещения удается обеспечить тогда, когда расстояние между центрами светильников не превышает двойной высоты их установки. В то же время высота, на которой устанавливаются светильники, зависит от высоты помещения, мощности лампы, класса светильника и системы освещения. Наименьшая высота установки над полом светильников с числом люминесцентных ламп до четырех – 2,6 м, а при четырех и более – 3,2 м.

Выбор типа светильников проводится с учетом характеристики помещения, для которого проектируется освещение. Для помещений, стены и потолок которых имеют невысокие отражающие свойства целесообразно применять светильники прямого света, которые, направляя излучение ламп вниз на рабочие поверхности, гарантируют минимальные потери и наилучшее использование светового потока. Однако следует иметь ввиду, что светильники этого класса создают резкие падающие тени от посторонних предметов, что необходимо учитывать при их расположении.

При размещении светильников учитывают удобство обслуживания, ограничение слепящего действия, экономичность, равномерность освещения и направление света.

При размещении светильников (даже в случае общего равномерного освещения) следует учитывать качество освещения: направление света на рабочие поверхности, отсутствие на них падающих теней и т.д.

Поскольку нормы предусматривают наименьшую (а не среднюю) освещенность, большое значение имеет отношение расстояния между светильниками L к высоте их установки над освещаемой поверхностью Н_с. При чрезмерном увеличении этого отношения освещение становится очень неравномерным, в результате чего для создания заданной наименьшей освещенности приходится создавать излишне большую среднюю освещенность, затрачивая на это дополнительные световой поток и мощность. Чрезмерное уменьшение отношения вызывает увеличение числа светильников, затрат на устройство и обслуживание системы освещения, а при лампах накаливания и ДРЛ – также мощности (вследствие пониженной световой отдачи ламп).

Светильники с люминесцентными лампами в основном располагают рядами. При большой освещенности и высоте устраивают сдвоенные или строенные ряды светильников. Ряды следует ориентировать параллельно продольной оси помещения, а в помещениях с естественным боковым светом – параллельно стене с окнами (под L в данном случае понимается расстояние между рядами светильников по табл. 2.5.2).

При освещении производственных помещений, стены и потолок которых имеют высокие отражающие свойства, целесообразно использовать светильники преимущественно прямого света. Некоторое уменьшение части светового потока, излучаемого непосредственно в нижнюю полусферу, компенсируется улучшением качества освещения и в то же время слабо влияет на энергетическую эффективность осветительной установки, поскольку такие светильники имеют более высокий КПД по сравнению с аналогичными светильниками прямого света.

В административно-конторских помещениях целесообразно использовать светильники рассеянного света, значительная часть светового потока которых направляется на стены и потолок и, отражаясь от них, способствует устранению резких теней, что по характеру работы желательно именно для таких помещений.

Таблица 2.5.2. Отношение расстояния между светильниками L к высоте подвеса светильника, Н_с.

Рекомендуются следующие пределы отношения L: Н_с

Тип светильника	Отношение L:h
Универсаль с затенителем и без него; УПМ	1,5 – 1,9
Глубокоизлучатель эмалированный; ГПМ	1,4 – 1,7
>> Гс; ГСУ	0,9 – 1,1
>> Гк	0,7
Зеркальная лампа	0,9
СО	1,4 – 1,7
Люцетта цельного стекла	1,4 – 1,6
Кольцевые светильники	1,5 – 1,7
Плафон одноламповый	2 – 2,8
>> двухламповый	1,7 – 2,1
Плафоны ПГТ и ПНП	1,7 – 2,1
Плафон ПСХ	2 – 2,5
Светильники ПУ, СХ, Н3Б, Н4Б, В3Г: без отражателя с отражателем	2 – 2,5 1,5 – 2
Светильники для ламп ДРЛ: ГсР и ГсХР ГкР СОР СДДРЛ С34ДРЛ	0,9 – 1,0 0,7 1,4 – 1,5 1,4 – 1,6 1,0 – 1,1
Светильники с люминесцентными лампами: ОД, ОДР, ОДОР ШОД, ШЛП ПВЛ-1 ВОД, ВЛН	1,4 1,3 1,5 1,5

Несоответствие светотехнических характеристик светильника размерам и характеру обработки освещаемого помещения приводит к увеличению потребляемой мощности, снижению качества освещения. В то же время, несоответствие конструктивного исполнения светильника условиям среды в помещении снижает долговечность и надежность работы осветительной установки (агрессивная, влажная, запыленная среда), а в отдельных случаях может быть причиной пожара или взрыва. Поэтому светильники должны иметь необходимую степень защиты от условий внешней среды. Особенно жесткие требования предъявляются светильникам, устанавливаемым во взрыво- и пожароопасных помещениях.

Задачей расчета является определение потребной мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности.

Проектируя осветительную установку, необходимо решить ряд вопросов:

· Выбрать тип источника света. Для освещения производственных помещений, как правило, применяют газоразрядные лампы; там, где температура воздуха может быть менее +5^оС и напряжение в сети переменного тока ниже 90% номинального, и для местного освещения следует отдавать предпочтение лампам накаливания.

· Определить систему освещения. Выбирая систему освещения, необходимо учитывать, что эффективнее система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна, так как создает равномерное распределение световой энергии. Используя локализованное общее освещение, можно наиболее просто добиться высоких уровней освещенности на рабочих местах без значительных затрат. При выполнении зрительных работ І – IV, Vа, Vб разрядов следует применять систему комбинированного освещения. Местные светильники повышают освещенность, помогают создать необходимую направленность светового потока, позволяют исключить отраженную блескость и в некоторых случаях выполнять работы, связанные с просвечиванием материалов и деталей.

· Выбрать тип светильников с учетом характеристик светораспределения, ограничения прямой блескости, по экономическим показателям, условиям среды, а также с учетом требований взрыво- и пожаробезопасности.

· Распределить светильники 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 Н_р составит для светильников: «Астра», УПД – 1,4; УПМ – 15 – 1,5; НСП – 0,7 – 1,4; шара молочного стекла – 2,0; ВЗГ – 2,0; ЛД, ЛОУ – 1,4; ПВЛП – 1,5.

· Определить норму освещенности на рабочем месте. Для этого необходимо установить характер выполняемой работы по наименьшему размеру объекта различения, контраст объекта с фоном и фон на рабочем месте. В соответствии с выбранной системой освещения и источником света найти минимальную нормируемую освещенность по табл. 2.5.1. Для расчета искусственного освещения используют в основном три метода.