Методы расчета и способы обеспечения освещения

   Достоинства ламп накаливания: 1 - просты в изготовлении и эксплуатации;  2 - работают в широком диапазоне температур и атмосферного давления при любом положении в пространстве; 3 - в спектре света отсутствует ультрафиолетовое излучение; 4 -  материалы, из которых они изготовлены, экологически безопасны.

   Недостатки  ламп накаливания: 1 - при создании высокого уровня освещенности возможен перегрев помещения; 2 - относительно небольшой срок службы (около 1000 часов); 3 -  повышенная чувствительность к колебаниям напряжения в сети; 4 -  неблагоприятный спектральный состав с преобладанием желтых и красных лучей, что значительно отличается от спектра солнечного света; 5 -  низкая светоотдача – 7–20 лм/Вт (светоотдача лампы – это отношение светового потока лампы к ее электрической мощности);  6 - большая яркость (чтобы предотвратить прямое попадание света в глаза и вредное воздействие большой яркости на зрение, нить накаливания лампы необходимо закрывать);     7 - не дают равномерного распределения светового потока (при применении открытых ламп почти половина светового потока не используется для освещения рабочих поверхностей, поэтому лампы накаливания устанавливают в осветительной арматуре).

   5.2. Газоразрядные лампы.

   В газоразрядных лампах видимое излучение  возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов или паров металлов, которыми заполняется колба лампы. Газоразрядные лампы называют люминесцентными, т.к. изнутри колбы покрыты люминофором, который под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда светится; таким образом люминофор преобразует невидимое УФ– излучение в видимый свет.

   5.3. Газоразрядные люминесцентные лампы:

   1) низкого давления – с разным распределением светового потока по спектру лампы: ЛБ – белого света (наиболее экономичные); ЛТБ – теплого белого света; ЛХБ – холодного белого света; ЛД – дневного света; ЛДЦ – с улучшенной цветопередачей; ЛЕ – близкие по спектру к солнечному свету;

   2) высокого давления: ДРЛ – дуговые ртутные лампы с исправленной цветностью; ДКсТ – ксеноновые, основанные на излучении дугового разряда в тяжелых инертных газах; ДHаТ – натриевые высокого давления; ДРИ – металлогалогеновые с добавкой йодидов металлов (применяют для освещения помещений большой высоты и площади).

   Для производственных помещений машиностроительных предприятий (где работа не связана с различением цветов) и наружного освещения применяют лампы ДРЛ.

   Газоразрядные лампы по сравнению с лампами  накаливания имеют преимущества:1 -высокая светоотдача, в несколько  раз большая, чем у ламп накаливания; 2 -  весьма продолжительный срок службы – 8000– 14000 часов;     3 - благоприятный и разнообразный спектральный состав (подбирая сочетание инертных газов, паров металла, заполняющих колбы ламп, и люминофоров, можно получить свет практически любого спектрального диапазона – красный, желтый, зеленый, в том числе близкий к спектру солнечного освещения - «дневной свет»);  4 - лампы высокого давления (в отличие от ламп низкого давления), например ДРЛ, ДHаТ и др. отлично работают в очень широком диапазоне температур окружающего воздуха – от  минус 60 до плюс  400С.

   Недостатки  газоразрядных ламп:1 -  относительно сложная схема включения и необходимость применения специальных пусковых приспособлений; 2 - могут создавать опасный стробоскопический эффект – явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов в мелькающем свете, возникающее при совпадении во времени кратности частотных характеристик движений объекта и изменения светового потока (движущиеся предметы кажутся неподвижными, вместо одного предмета видны изображения нескольких; в результате возрастает опасность травматизма); 3 ртутьсодержащие газоразрядные лампы по окончании срока эксплуатации подлежат специальному складированию (переработке) в целях обеспечения безопасности человека и окружающей среды.

   5.4. Светильники.

   Светильники – это комплект лампы (источника  света)  и осветительной арматуры.

   Основные  назначения светильников: перераспределение  светового потока источников света  в требуемых для осветительных  установок направлениях; защита ламп, оптических элементов и электрических аппаратов светильников от воздействия окружающей среды.

   Светильники классифицируют: по  назначению – для общего и местного освещения; по  конструктивному исполнению – открытые, закрытые, защищенные, пыле –  и  влагонепроницаемые, взрывозащищенные и т.п.; по распределению светового потока – прямого, рассеянного или отраженного света. Выбор светильника осуществляют с учетом особенностей помещения. 

   6. Расчеты искусственного  освещения

   Расчеты систем общего равномерного и комбинированного освещения проводят методами коэффициента использования светового потока, удельной мощности, точечным, световой линии.

   Расчет  искусственного освещения необходим для того, чтобы: 

•исключить  наличие резких контрастов; 

•исключить  ослепляемость; 

• обеспечить постоянство освещения; 

• предупредить возникновение глубоких и резких теней на освещаемой поверхности  или территории; 

• равномерно и  в достаточной мере распределить яркость освещения по освещаемой поверхности или территории.

   Верный расчет искусственного освещения – один из факторов создания уютной атмосферы в помещении или на открытой территории. Следовательно, расчет искусственного освещения влияет на:  
- работоспособность и утомляемость сотрудников, а значит, на производительность труда;  
- условия труда;  
- качество выполняемых работ;  
- психологическое состояние человека;  
- безопасность жизнедеятельности;  
- энергозатраты;  
- подбор оборудования для осветительной установки.  

   6.1. Параметры которые принимают во внимание специалисты при расчете искусственного освещения.

   Ряд единиц, необходимых для расчета искусственного освещения, вытекает из задач данного мероприятия. Эти единицы нормированы, и поддержание их обеспечивает оптимальное распределение световой энергии, а значит, позволяет выполнить поставленные задачи. Основные параметры, которые учитываются при расчете искусственного освещения таковы: 

   1. Световой поток. Данная величина, измеряемая в люменах (лм) существенна  для расчета искусственного освещения, поскольку характеризует мощность лучистой энергии в 1 Вт. 

   2. Освещенность. Эта характеристика, измеряемая в люксах (лк), важна  длярасчета искусственного освещения,  поскольку определяет отношение  светового потока к площади  освещаемой поверхности. 

   3. Сила света измеряется в канделах (кд) и учитывается при расчете искусственного освещения потому, что характеризует плотность светового потока. 

   4. Светимость важна для расчета искусственного освещения в силу того, что определяет отношения светового потока к источнику освещения. Принятая единица измерения – лм/м2. 

   5. Яркость. Эта величина принципиальна  для расчета искусственного освещения потому, что определяет отношение силы света к освещаемой поверхности. 

   6.2. Методы расчета искусственного освещения.

   Для расчета искусственного освещения специалисты прибегают к различным методам: точечному методу, методу удельных мощностей и методу коэффициента использования светового потока. 

   1. Точечный метод расчета искусственного освещения 

   Его особенность состоит в том, что  учитывается отраженная световая энергия.Расчет искусственного освещения производится, опираясь на показатели силы света (I, кд), высоты подвеса осветительного прибора (H, м), а также коэффициент запаса (1,1 5 - 1,8). 

   Для расчета искусственного освещения данным методом используются отдельные формулы для горизонтальной и вертикальной плоскости: 

   Ег=I*cos3α/Н 2 *К3 - для горизонтальной плоскости 

   Ев= I*cos3 (90-α) /Н 2 *К3 - для вертикальной плоскости 

   При расчете искусственного освещения  помещения или пространства несколькими  светильниками освещенность определяется от каждого источника, а затем  показатели суммируются. 

   Следовательно, формула для расчета искусственного освещения в данном случае усложняется, ведь необходимо учесть и количество ламп (n), и коэффициент дополнительной освещенности точки (μ, 1,1 - 1,2), и световой поток лампы (Фл, лм), и сумму условных освещенностей от светильников, которые светят в данную точку (ΣЕг), и условный световой поток (1000 лм). Поэтому при расчете искусственного освещения для нескольких светильников используется формула: 

   Е=n*ФлμΣЕг/1000*К3 

   2. Расчет искусственного освещения методом удельных мощностей 

   Достоинство данного метода расчета искусственного освещения состоит в простоте, а слабая сторона – в недостаточной точности. Потому эта техника применяется при первичных расчетах. Суть подобного расчета искусственного освещения сводится к определению количества светильников того или иного типа с помощью таблиц удельных мощностей. 

   В подобных специальных таблицах указаны  удельные мощности источников освещения  в зависимости от площади освещаемой поверхности, типов светильников, высоты их подвеса, необходимой освещенности. При этом в ходерасчета искусственного освещения используют формулу удельной мощности: 

   w=(n*Pл)/S , 

   где n - число ламп в светильниках,

   Рл - мощность лампы, Вт;

   S - площадь освещаемого помещения,  м2. 

   Таком образом, с помощью данной формулы расчета искусственного освещения можно определить количество светильников, которое необходимо для освещения данной площади и электрическую мощность приборов. 

   3. Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока.

   Данный  метод расчета искусственного освещения считается самым популярным. Его сущность состоит в определении светового потока, необходимого для достижения заданных показателей освещенности. При расчете искусственного освещения таким способом учитывается отраженный свет и необходимость в равномерном распределении светового потока. Формулы, которые используются для расчета искусственного освещения, зависят от вида источника освещения. 

   Расчет  искусственного освещения для ламп накаливания и ламп типов ДРЛ, ДРИ и ДНат: 

   F=(E*S*z*Kз)/(n*u), 

   где F—световой поток одной лампы, лм;

   Е—нормированная освещенность, лк;

   S—площадь  помещения, м2;

   z—коэффициент  неравномерности светильника (для  стандартных светильников 1,1—1,3);

   Kз  — коэффициент запаса;

   n - число светильников;

   u —коэффициент использования, зависящий  от типа (0,55—0,60) 

   Расчет  искусственного освещения для люминесцентных ламп: 

   N=( E*S*z*Kз)/(n*Фл* η), 

   где Фл - световой поток лампы, лм;

   η - коэффициент использования светового  потока осветительной установки.  

   6.2. Нормы, на которые опираются специалисты при расчете искусственного освещения. 

   Расчет искусственного освещения основывается на определенных стандартах, которые установлены в СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». Данный документ предусматривает параметры естественного и искусственного освещения для различных типов помещений и территорий. Нормы освещения зависят от специфики объекта и обязательно учитываются при расчете искусственного освещения.