Разработка системы искусственного освещения в производственном помещении

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 (λ_э), зависимостью λ_э =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 Е_н - нормативная освещенность, лк;

S - освещаемая площадь, м²;

Z - коэффициент минимальной освещенности ;

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

N - число светильников;

η - 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 J_α - нормативная сила света на данную точку поверхности, кд;

г - расстояние от источника  до точки поверхности, м;

α - 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:

 

P_л = 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.

ИСТОЧНИКИ ОСВЕЩЕНИЯ

Чаще всего применяют газоразрядные лампы (галогеновые, ртутные...), так как велик срок службы (до 14 000 часов) и большая световая отдача. Основной недостаток - стробоскопический эффект (пульсация светового потока, которая приводит к утомлению зрения из-за постоянной переадаптации глаза).

Лампы накаливания применяются, когда по условиям технологической среды или интерьера применение газоразрядных ламп нецелесообразно.

 Достоинства: тепловые  источники света, простота и  надёжность. Недостатки: малый срок службы (1000), световая отдача мала (КПД).

Светильник: лампа с арматурой, основное назначение - перераспределение светового потока в требуемом направлении; защита лампы от воздействий внешней среды.

По исполнению: открытые, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащитные.

По распределению светового  потока: прямого света, отражённого  света, рассеянного света.

НОРМИРОВАНИЕ ОСВЕЩЕНИЯ

Естественное и искусственное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимости от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона контраста объекта с фоном. Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения, причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного - среднее значение.

Для каждого помещения  строится кривая распределения КЕО  и освещенности в характерном разрезе помещения - фронтальная плоскость, проходящая по середине помещения   перпендикулярно   плоскости   остекления.   Измерение   Е_{внутреннего} осуществляется на уровне 0. 8 м от уровня пола. Нормированной характеристикой для искусственного освещения является минимальная освещённость на рабочем месте E_min (люкс).

Нормированные значения освещенности в люксах и КЕО в % в производственных помещений представлены в табл:

Степень точности зрительной работы	Наимен. размер объекта различе-ния	Зритель-ная Работа		Контраст объекта различения с фоном	Характеристика фона	Освещение
		Разряд	Подра-зряд			Искусственное		Естественное		Совмещенное
						Комби-ниро-ванное	Общее	Верхн. или комбиниров.	Боковое	Верхнее или Комбиниров-анное	Боковое
						Освещенность, лк		КЕО %		КЕО %
Наивыс	менее 0, 5	I	а	Малый	Темный	5000	1500
шая			б	Малый	Средний	4000	1250
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	2500	750
				Средний	Средний
				Большой	Темный			10	3,5	6	2
			г	Средний	Светлый	1500	400
				Большой	а
				а	Средний
Очень	0, 15-0, 3	II	а	Малый	Темный	4000	1250
высокая			б	Малый	Средний	3000	750
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	2000	500	7	2,5	4,2	1,5
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	1000	300
				Большой	а
				а	Средний
Высокая	0, 3-0, 5	III	а	Малый	Темный	2000	500
			б	Малый	Средний	1000	300
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	750	300	5	2	3	1,2
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый
				Большой	а	400	200
				&&	Средний

Средняя	0,5-1	IY	a	Малый	Темный	750	300
			6	Малый	Средний	500	200
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	400	200	4	1,5	2,4	0,9
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	300	150
				Большой	Средний
Малая	1-5	Y	а б	Малый Малый	Темный Средний	300 200	200 150
				Средний	Темный
			в	Малый	Светлый	-	150	3	1	1,8	0,6
				Средний	Средний
				Большой	Темный
			г	Средний	Светлый	-	100
				Большой
				а	Средний
Очень	Более 5	YI	-	Независимо от		-	150	2	0,5	1,2	0,3
малая				характеристик фона и
				контраста объекта с
				фоном

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ОСВЕЩЕНИЮ

Освещённость на рабочем  месте должна соответствовать характеру  зрительной работы; равномерное распределение  яркости на рабочей поверхности и отсутствие резких теней; величина освещения постоянна во времени (отсутствие пульсации светового потока); оптимальная направленность светового потока и оптимальный спектральный состав; все элементы осветительных установок должны быть долговечны, взрыво-, пожаро-, элекгробезопасны.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК И КОНТРОЛЬ

Эксплуатация включает: регулярную очистку остеклённых  проёмов и светильников от грязи; своевременную замену перегоревших ламп; контроль напряжения в сети;

регулярный ремонт арматуры светильников; регулярный косметический ремонт помещения. Для этого предусмотрены специальные передвижные тележки с платформами, телескопические лестницы, подвесные устройства. Все манипуляции производятся при отключенном питании. Если высота подвеса до 5м - обслуживаются лестницами стремянками (обязательно 2 человека). Контроль освещения осуществляется не реже 1 раза в год путём измерения освещённости или силы света при помощи фотометра; последующее сравнение с нормативами.

СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К НИМ

 

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 (включаемое при внезапном отключении рабочего освещения) и эвакуационное освещение. Аварийное освещение должно быть не менее 2 лк внутри здания . Эвакуационное освещение предусматривается в местах, опасных для прохода людей (?0.5 лк - освещенность в зданиях, 0.2 лк - вне их).

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.