Príklady výpočtu osvetlenia priemyselných priestorov. Výpočet umelého osvetlenia
Pojem mikroklíma. Charakteristika mikroklímy.
Mikroklíma- umelo vytvorené klimatické podmienky v uzavretých priestoroch (napríklad v domácnosti) na ochranu pred nepriaznivými vonkajšími vplyvmi a vytvorenie komfortnej zóny. Komfortná zóna je optimálna kombinácia teploty, vlhkosti, rýchlosti vzduchu a vystavenia sa sálavému teplu pre ľudský organizmus (napríklad v pokoji alebo pri výkone ľahkej fyzickej práce: teplota v zime 18-22°C, v lete 23-25 °C; rýchlosť pohybu vzduchu v zime 0,15, v lete 0,2-0,4 m/s; relatívna vlhkosť 40-60%). V tesnom kontakte s vzdušným prostredím je ľudský organizmus vystavený jeho fyzikálnym a chemickým faktorom: zloženie vzduchu, teplota, vlhkosť, rýchlosť vzduchu, barometrický tlak atď. Osobitnú pozornosť treba venovať parametrom mikroklímy priestorov – učební , priemyselné a obytné budovy. Pre udržanie komfortného stavu organizmu má veľký význam mikroklíma, ktorá má priamy vplyv na jeden z najdôležitejších fyziologických procesov - termoreguláciu.
Termoregulácia je súbor procesov, ktoré zabezpečujú rovnováhu medzi tvorbou tepla a prenosom tepla, vďaka čomu zostáva teplota ľudského tela konštantná.Mikroklímu udržiava rôzne cesty:
Vetranie je organizovaná a riadená výmena vzduchu, ktorá zabezpečuje odvod odpadového vzduchu z miestnosti a prívod čerstvého vzduchu na jeho miesto.Prirodzené neorganizované vetranie sa vykonáva v dôsledku rozdielu tlaku vonku a vo vnútri miestnosti. Pre obytné priestory môže výmena vzduchu (infiltrácia) dosiahnuť 0,5-0,75 objemu za hodinu, pre priemyselné priestory 1,0-1,5 objemu za hodinu.Prirodzene organizované, potrubné vetranie je navrhnuté v obytných a verejných budovách. Keď vietor prúdi okolo výstupu výfukovej šachty, ktorá má niekedy deflektorovú trysku, vzniká v závislosti od rýchlosti vetra podtlak a vo ventilačnom systéme dochádza k prúdeniu vzduchu Prevzdušňovanie - organizované prirodzené vetranie priestory cez priečky, vetracie otvory, okná.
Mechanické vetranie je typ vetrania, pri ktorom sa vzduch privádza (prívod) alebo odvádza (odvádza) pomocou špeciálnych zariadení – kompresorov, čerpadiel a pod.. Rozlišuje sa všeobecné vetranie (pre celú miestnosť) a lokálne vetranie (pre určité pracoviská). ). Pri mechanickom vetraní môže vzduch najskôr prejsť cez filtračný systém, vyčistiť sa a v odvádzanom vzduchu sa môžu zachytiť škodlivé nečistoty. Nevýhodou mechanického vetrania je hluk, ktorý vytvára. Klimatizácia je umelá automatická úprava vzduchu za účelom udržania optimálnych podmienok. mikroklimatické podmienok bez ohľadu na charakter technológie proces a podmienky prostredia. V niektorých prípadoch pri klimatizácii prechádza ďalší vzduch. špeciálna úprava - odstraňovanie prachu, zvlhčovanie, ozonizácia a pod.. Použitie tienenia výrazne znižuje pôsobenie tepla na organizmus. Clony môžu byť teplo odrážajúce, teplo pohlcujúce, teplovodivé.
Infra červená radiácia.
Infra červená radiácia, vlastná každému vyhrievanému telesu, je súčasťou slnečného žiarenia. Charakter jeho účinku na ľudské telo je do značnej miery určený vlnovou dĺžkou.
Krátkovlnné infračervené žiarenie môže preniknúť 2-3 cm do telesného tkaniva, zatiaľ čo dlhovlnné žiarenie je takmer úplne absorbované epidermou pokožky. Infračervené žiarenie s vlnovou dĺžkou 0,76-0,85 mikrónov preniká hlboko. So zvyšujúcou sa vlnovou dĺžkou sa znižuje prenikavosť infračerveného žiarenia a od vlnovej dĺžky 2,4 mikrónov je úplne zadržané pokožkou.
Mechanizmus tepelného účinku infračerveného žiarenia na ľudský organizmus spočíva v tom, že energia infračerveného žiarenia, ktorá preniká hlboko do tkanív, sa premieňa najmä na termálna energia. Súčasne v tkanivách prebiehajú fotochemické reakcie, hromadia sa špecifické vysoko aktívne látky, najmä histamíny, ktoré sa dostávajú do krvi. V krvi sa zvyšuje obsah celkového a zvyškového dusíka, polypeptidov a aminokyselín. Predpokladá sa, že infračervené žiarenie, prenikajúce do bunky, môže ovplyvniť rezonujúce bunkové látky, čo spôsobí rozpad molekuly proteínu. Produkty rozkladu vstupujúce do krvného obehu dlhodobo pôsobia na rôzne orgány a systémy priamo alebo cez nervový systém.
Úroveň fyziologických zmien v tele pod vplyvom infračerveného žiarenia teda závisí od jeho intenzity, spektrálneho zloženia, oblasti a oblasti ožiarenia, trvania účinku, stupňa fyzického stresu, ako aj faktorov priemyselnej mikroklímy - teplota, vlhkosť a rýchlosť pohybu okolitého vzduchu.
Vplyvom infračerveného žiarenia môže spolu so zvýšením teploty povrchu ožarovaného tela za určitých podmienok (dlhodobé ožarovanie veľkej plochy) dôjsť k zvýšeniu teploty kože a odľahlých oblastí. pozorované. Zvýšenie teploty pokožky na 40-45 °C je hranicou tolerancie infračerveného žiarenia.
Všeobecná teplota telo pod vplyvom infračerveného žiarenia sa mení bezvýznamne. Môže sa zvýšiť o 1,5-2 ° C, ak je značná plocha tela vystavená infračervenému žiareniu alebo ak osoba vykonáva ťažkú fyzickú prácu.
Infračervené žiarenie zvyčajne pôsobí v kombinácii s vysokou teplotou okolia. V tomto prípade je prenos tepla prúdením a sálaním prakticky eliminovaný a zostáva jediným spôsobom prenosu tepla odparovaním vlhkosti z povrchu tela a dýchacích ciest.
Ak je prenos tepla v priemyselných podmienkach s vysokou teplotou a vlhkosťou obtiažny, môže dôjsť k prehriatiu ľudského tela. Tento jav sa nazýva hypertermia. Pri hypertermii sa telesná teplota výrazne zvyšuje, pozoruje sa intenzívne potenie, bolesť hlavy, pocit slabosti, smädu, zhoršené vnímanie farby predmetov. S rýchlym nárastom symptómov v obzvlášť závažných prípadoch telesná teplota dosiahne 4142 ° C, koža zbledne, zmodrie, zreničky sa rozšíria, dýchanie sa stane častým, plytkým (50-60-krát za minútu), zrýchľuje sa pulz (120 -160 úderov za minútu), niekedy sa vyskytujú kŕče, klesá krvný tlak a je možná strata vedomia. Ak obeť nie je podaná včas zdravotná starostlivosť, môže zomrieť.
Ťažké formy hypertermie (úpal) vznikajú pri obzvlášť nepriaznivých pracovných podmienkach s kombináciou poveternostných podmienok negatívne ovplyvňujúcich organizmus, ťažkej fyzickej námahy a iných škodlivých faktorov pracovného prostredia.
Úpal je dôsledkom vplyvu infračerveného žiarenia ako zložky viditeľného svetla na centrálny nervový systém. Úpal je spôsobený priamym vystavením slnečnému žiareniu (najčastejšie trpia stavební robotníci, pracovníci kameňolomu a poľnohospodári). Zotavenie po úpale závisí od stupňa tepelného poškodenia membrán mozgu a iných štruktúr centrálneho nervového systému. Príznaky úpalu sú bolesť hlavy, závraty, zrýchlený tep a dýchanie, strata vedomia a zhoršená koordinácia pohybov. Telesná teplota obete sa spravidla nezvyšuje.
Infračervené žiarenie, ktoré preniká do tkaniva do značnej hĺbky (2-3 cm), môže spôsobiť ochorenie meningitídu a encefalitídu. Všimnite si, že vo výrobných podmienkach sa takáto patológia nevyvíja ani pri vysokej intenzite infračerveného žiarenia.
Prehriatím organizmu a stratou veľkého množstva tekutín potom môže dôjsť k narušeniu metabolizmu voda-elektrolyt, čo sa prejaví ako kŕčovité ochorenie. Hlavným príznakom tejto patológie je bolesť svalov končatín, čo vedie k tonickým kŕčom. Súčasne sa telesná teplota mierne zvyšuje. Poruchy metabolizmu voda-elektrolyt vplyvom vysokých teplôt prostredia môžu spôsobiť aj ochorenia obličiek, tráviaceho traktu a pečene.
Zistilo sa, že pracovníci, ktorí dlhodobo pracujú v horúcich predajniach, pociťujú dysfunkciu centrálneho nervového systému (príznaky - bolesť hlavy, poruchy spánku, podráždenosť, celková slabosť), najmä jeho subkortikálnych útvarov - hypotalamus, striatum, predĺžená miecha ( znížená kapilárna rezistencia, patologická asymetria teploty kože a pod.). Boli odhalené aj zmeny v autonómnom nervovom systéme, najmä chvenie viečok a prstov na natiahnutých rukách. Takmer u tretiny pracovníkov v horúcich predajniach dochádza k výrazným degeneratívnym zmenám srdcového svalu a útlmu funkcie pankreatických ostrovčekov.
Vzhľadom na to sa chronické prehrievanie začalo považovať za chorobu z povolania, ktorá sa často pozoruje u pracovníkov hutníckej výroby a hlbokých (1000 m a viac) baní a vedie k vegetatívno-cievnej dysfunkcii s poruchou termoregulácie, zníženou tepelnou odolnosťou červenej krviniek a narušený metabolizmus elektrolytov. Miera výskytu s dočasným postihnutím medzi pracovníkmi v horúcich predajniach je o 20 – 25 % vyššia ako medzi pracovníkmi v chladiarňach a index zdravia je o 48 – 50 % nižší.
UMELÉ OSVETLENIE
V prípade nedostatočnej prirodzené osvetlenie alebo 3 noci, používa sa umelé osvetlenie. Tvoria ho umelé zdroje svetla a delí sa na pracovné, núdzové, evakuačné (núdzové osvetlenie na evakuáciu) a bezpečnostné. V prípade potreby je možné na núdzové osvetlenie použiť niektoré zo svietidiel jedného alebo druhého typu osvetlenia. Pracovné osvetlenie rozdelené na všeobecné a kombinované. Pri všeobecnom osvetlení sú svietidlá umiestnené v hornej zóne miestnosti rovnomerne (všeobecné pracovné rovnomerné osvetlenie) alebo s prihliadnutím na umiestnenie zariadení a pracovísk (všeobecné pracovné lokalizované osvetlenie). Kombinované osvetlenie je kombináciou všeobecného osvetlenia a miestneho osvetlenia. Miestne osvetlenie umožňuje získať koncentrovaný svetelný tok priamo na pracovnej ploche. V tomto prípade musí byť osvetlenie vytvorené na ňom svietidlami všeobecného osvetlenia najmenej 10% normalizovanej hodnoty pre kombinované osvetlenie. Núdzové osvetlenie je určené na zabezpečenie prevádzky v prípade núdzového odstavenia pracovníka, ak by s tým spojené narušenie bežnej údržby zariadení a mechanizmov mohlo spôsobiť výbuch, požiar alebo otravu osôb; dlhodobé narušenie technologického procesu; narušenie prevádzky riadiacich centier, čerpacích zariadení vodovodu, kanalizácie, diaľkového vykurovania, vetrania a klimatizácie. Minimálne osvetlenie počas núdzového režimu v súlade s priemyselnými normami by malo byť najmenej 5% osvetlenia štandardizovaného pre pracovné všeobecné osvetlenie, s najmenej 2 luxmi vo vnútri budov a 1 luxom na území podnikov. Evakuačné osvetlenie je určené na evakuáciu osôb z priestorov v prípade núdzového vypnutia pracovného osvetlenia. Musí byť zabezpečená na miestach nebezpečných pre prechod ľudí; v priechodoch a na schodiskách používaných na evakuáciu osôb; keď je počet evakuovaných viac ako 50 osôb; pozdĺž hlavných uličiek výrobné priestory, ktoré zamestnávajú viac ako 50 ľudí; v priemyselných priestoroch s neustále pracujúcimi osobami, kde je odchod osôb počas núdzového vypnutia pracovného osvetlenia spojený s rizikom úrazu prevádzkovým zariadením. Evakuačné osvetlenie musí zabezpečiť osvetlenie najmenej 0,5 lux na podlahe priechodov a schodísk v miestnostiach a najmenej 0,2 luxu. Pre núdzové a evakuačné osvetlenie nie je povolené použitie xenónových výbojok, DRL, metalhalogenidových, vysokotlakových sodíkových výbojok. , ale musia sa použiť žiarovky a žiarivky (tieto pri minimálnej teplote vzduchu 5 "C). Svietidlá núdzového a evakuačného osvetlenia musia byť zapojené do siete nezávislej od siete pracovného osvetlenia. Svietidlá núdzového osvetlenia sa musia líšiť od používa sa na pracovné osvetlenie v type, veľkosti a má špeciálne označenia Počas mimopracovnej doby, ktorá sa zhoduje s tmavým časom dňa, je v mnohých prípadoch potrebné zabezpečiť minimálne umelé osvetlenie pre bezpečnostné povinnosti Pre bezpečnostné osvetlenie podnikov a núdzového osvetlenia priestorov sú vyčlenené niektoré pracovné alebo núdzové svetelné lampy Na osvetlenie priestorov by sa mali používať predovšetkým nízkotlakové a vysokotlakové (žiarivky, ortuťové výbojky, halogenidové, sodíkové, xenónové). Hoci sa žiarovky jednoducho vyrábajú, ľahko sa používajú a nevyžadujú pripojenie ďalších zariadení do siete, majú množstvo významných nevýhod. Medzi ne patrí nízka svetelná účinnosť (7-20 lm/W), nízka účinnosť (10-13%), krátka životnosť (800-1000 hodín). Okrem toho sa emisné spektrum líši od denné svetlo prevaha žltých a červených lúčov, čo vedie k nedostatočnému ľudskému vnímaniu farieb okolitých predmetov. Používanie žiaroviek je povolené len vtedy, ak je nemožné alebo technicky a ekonomicky neúčelné použiť svetelné zdroje s plynovou výbojkou. Najpriaznivejšie z hygienického hľadiska a ekonomickejšie sú žiarivky. Žiarivky denného svetla (LD) a denného svetla so zlepšeným podaním farieb (LDC) majú modrastú farbu žiaru, ktorá je spektrom najbližšie k dennému svetlu. Lampy s bielym svetlom (WL) majú mierne žltkastý odtieň, žiarovky s teplým bielym svetlom (WLT) majú ružovkastý odtieň a žiarovky so studenou bielou farbou (CLW) zaberajú medzipolohu medzi žiarovkami LB a LD. Výbojky LHB sa odporúčajú na použitie v priemyselných priestoroch so zvýšenou teplotou vzduchu, napríklad v pekárňach/pekárňach, pivovaroch a pivovaroch. Ak sa vzhľadom na podmienky technologického procesu udržiavajú nízke teploty v dielňach, napríklad v ležiaku pivovaru, odporúča sa použiť LTB lampy. Žiarivky sú 2,5-3x úspornejšie ako žiarovky, majú životnosť zvýšenú na 5000-10000 hodín a svetelný výkon až 78 lm/W. Nízka povrchová teplota, o 5°C vyššia ako teplota vzduchu v miestnosti, poskytuje zvýšenú požiarnu bezpečnosť. Tieto svietidlá sa vyznačujú nižším jasom a oslnením. Nevýhody sú posypané pulzáciami svetelný tok; stroboskopický efekt, v dôsledku ktorého je súčasne viditeľný obraz niekoľkých predmetov, je skreslená predstava o smere a rýchlosti pohybu, rotujúce časti strojov sa môžu zdať nehybné; drahý a pomerne zložitý spínací obvod; výrazné odrazené oslnenie, ktoré znižuje viditeľnosť v dôsledku nadmerného zvýšenia jasu pracovnej plochy a efektu závoja, čím sa znižuje kontrast medzi objektom a pozadím; citlivosť na kolísanie teploty okolia (optimálna teplota 20-25°C), ktorých zmeny sú sprevádzané poklesom svetelného toku. Ortuťové oblúkové lampy (MAV) majú vysoký výkon (250-1000 W). Sú určené na osvetlenie priemyselných priestorov s výškou 6 m a viac, ako aj otvorených priestorov. Moderné DRL majú dobré úžitkové vlastnosti, vysokú svetelnú účinnosť (až 55 lm/W) a dlhú životnosť. Ich nevýhodou je dlhá doba (5-7 minút) vzplanutia po zapnutí a absencia žlto-červených zložiek v spektre svetelného toku. To sa dá čiastočne korigovať použitím luminoforov na vonkajšej banke lampy. Veľmi perspektívne sú vysokotlakové metalhalogenidové ortuťové výbojky typu DRI. V týchto lampách sa spolu s prúdom z ortuťového výboja používa žiarenie z výboja v prostredí halogénových zlúčenín alkalických kovov a kovov vzácnych zemín (najmä ich jodidových zlúčenín). Vo svojom dizajne sa žiarovky DRI líšia od žiaroviek DRL v neprítomnosti fosforovej vrstvy na vonkajšej banke. Vyznačujú sa vysokou svetelnou účinnosťou (až 100 lm/W) a najlepším spektrálnym zložením svetla (farba žiarenia približne zodpovedá farbe žiariviek LCB). Životnosť DRI výbojok je až 5000 hod.. Pri výbere svetelného zdroja treba mať vždy na pamäti, že rôzne typy plynových výbojok sa vyznačujú rôznym koeficientom pulzácie. Napríklad pre žiarivky LD je tento koeficient v priemere 50% a pre DRL -65%. Pre porovnanie, faktor zvlnenia žiaroviek je 7 %. Pre žiarivky sa používajú najmä viaclampové svietidlá, čo umožňuje použiť špeciálne spínacie obvody na zníženie pulzácie svetelného toku a elimináciu stroboskopického efektu. Chybné žiarivky a iné ortuťové výbojky by sa nemali nekontrolovane vyhadzovať, musia sa recyklovať. Každá takáto lampa obsahuje jedno alebo druhé množstvo kovovej ortuti, ktorá, keď je lampa mechanicky zničená, znečisťuje životné prostredie(vzduch, pôda), čo je mimoriadne nebezpečné pre ľudské zdravie. Preto sa chybné svietidlá až do likvidácie skladujú v skladoch. Pred likvidáciou lámp na skládke je potrebné ortuť odstrániť alebo neutralizovať. V osvetľovacích telesách musia byť umiestnené umelé zdroje svetla. Ich celok sa nazýva lampa. Lampy zabezpečujú požadované smerovanie svetelného toku na pracovné plochy, chránia oči pred oslnením lámp a chránia ich pred znečistením, mechanickým poškodením a nepriaznivými vplyvmi vonkajšieho prostredia. Podľa rozloženia svetelného toku v priestore sa svietidlá delia na svietidlá priameho, rozptýleného a odrazeného svetla. Prvý smeruje najmenej 90% celkového svetelného toku nadol, druhý - 40-60% v oboch smeroch a tretí - najmenej 90% nahor. Veľký význam pre obmedzenie oslnenia vytváraného svietidlami má ochranný uhol vytvorený reflektorom (obr. 50) a pri svietidlách so žiarivkami lamely tieniacej mriežky. Ochranný uhol by nemal presiahnuť 30°. Svietidlá sa podľa prevedenia rozlišujú ako otvorené, chránené, uzavreté, prachotesné, vlhkotesné, nevýbušné, nevýbušné.
VÝPOČET UMELÉHO OSVETLENIA
Správne navrhnuté a racionálne realizované osvetlenie priemyselných priestorov má pozitívny vplyv na pracovníkov, zlepšuje efektivitu a bezpečnosť, znižuje únavu a zranenia a udržuje vysoký výkon.
Hlavnou úlohou výpočtov osvetlenia pre umelé osvetlenie je určiť potrebný výkon elektrického osvetľovacieho zariadenia na vytvorenie daného osvetlenia.
Vo výpočtovej úlohe je potrebné vyriešiť nasledujúce problémy:
Výber systému osvetlenia;
Výber svetelných zdrojov;
Výber svietidiel a ich umiestnenie;
Výber štandardizovaného osvetlenia;
Výpočet osvetlenia metódou svetelného toku.
I. VÝBER OSVETLENIA
Pre priemyselné priestory na všetky účely sa používajú všeobecné (jednotné alebo lokalizované) a kombinované (všeobecné a miestne) osvetľovacie systémy. Voľba medzi rovnomerným a lokalizovaným osvetlením sa vykonáva s prihliadnutím na vlastnosti výrobného procesu a umiestnenie technologických zariadení. Kombinovaný systém osvetlenia sa používa pre priemyselné priestory, kde sa vykonáva precízna vizuálna práca. Samotné používanie miestneho osvetlenia na pracoviskách nie je povolené.
V tejto výpočtovej úlohe sa vypočíta celkové rovnomerné osvetlenie pre všetky miestnosti.
2. VÝBER SVETELNÝCH ZDROJOV
Svetelné zdroje používané na umelé osvetlenie sa delia do dvoch skupín - plynové výbojky a žiarovky.
Na všeobecné osvetlenie sa zvyčajne používajú plynové výbojky, pretože sú energeticky účinnejšie a majú dlhšiu životnosť. Najbežnejšie sú žiarivky. Na základe spektrálneho zloženia viditeľného svetla sa rozlišujú žiarivky (LD), žiarivky so zlepšeným podaním farieb (LDC), studená biela (LCW), teplá biela (LTB) a biela farba (LB). Najpoužívanejšie svietidlá sú typu LB. Pri zvýšených požiadavkách na reprodukciu farieb osvetlením sa používajú výbojky typu LHB, LD, LDTs . Lampa typu LTB slúži na správne podanie farieb ľudskej tváre.
Hlavné charakteristiky žiariviek sú uvedené v tabuľke 1.
Okrem fluorescenčných plynových výbojok (nízkotlakových) v priemyselné osvetlenie používajú sa vysokotlakové plynové výbojky, napríklad DRL (ortuťové žiarivky) a pod., ktoré je nutné použiť na osvetlenie vyšších miestností (6-10m).
stôl 1
HLAVNÉ CHARAKTERISTIKY ŽIARIVEK
Používanie žiaroviek je povolené, ak je nemožné alebo technicky a ekonomicky nevhodné použiť plynové výbojky.
3. VÝBER SVIETIDIEL A ICH UMIESTNENIE
Pri výbere typu svietidiel by sa mali brať do úvahy požiadavky na osvetlenie, ekonomické ukazovatele a podmienky prostredia.
Najbežnejšie typy svietidiel pre žiarivky sú:
Otvorené dvojlampové svietidlá typu OD, ODOR, SHOD, ODO, OOD– pre normálne miestnosti s dobrým odrazom od stropu a stien, povolené s miernou vlhkosťou a prašnosťou.
PVL lampa– je prachotesný a vodotesný, vhodný do niektorých priestorov s nebezpečenstvom požiaru: výkon lampy 2x40W.
Stropné svietidlá pre všeobecné osvetlenie uzavretých suchých miestností:
L71B03 – výkon lampy 10x30W;
L71B84 – výkon lampy 8x40W.
Hlavné charakteristiky svietidiel so žiarivkami sú uvedené v tabuľke 2.
Umiestnenie svietidiel v miestnosti je určené nasledujúcimi rozmermi, m:
H – výška miestnosti;
h c – vzdialenosť svietidiel od stropu (presah);
h n = H - h c – výška svietidla nad podlahou, výška zavesenia;
h p – výška pracovnej plochy nad podlahou;
h =h n – h p – konštrukčná výška, výška svietidla nad pracovnou plochou.
Na vytvorenie priaznivých vizuálnych podmienok na pracovisku a na boj proti oslneniu svetelnými zdrojmi boli zavedené požiadavky na obmedzenie minimálnej výšky svietidiel nad podlahou (tabuľka 3);
L – vzdialenosť medzi susednými svietidlami alebo radmi (ak sú vzdialenosti pozdĺž dĺžky (A) a šírky (B) miestnosti rozdielne, označujú sa L A a L B),
l – vzdialenosť od vonkajších svietidiel alebo radov k stene.
tabuľka 2
Hlavné charakteristiky niektorých svietidiel
so žiarivkami
Optimálna vzdialenosť l od krajného radu svietidiel k stene sa odporúča rovnať L/3.
Najlepšie možnosti rovnomerné umiestnenie svietidiel je striedavé umiestnenie a po stranách štvorca (vzdialenosti medzi svietidlami v rade a medzi radmi svietidiel sú rovnaké).
Pri rovnomernom umiestnení žiariviek sú žiarivky zvyčajne umiestnené v radoch - rovnobežne s radmi zariadení. O vysoké úrovne Pri normalizovanom osvetlení sú žiarivky zvyčajne usporiadané v súvislých radoch, pre ktoré sú svietidlá na svojich koncoch navzájom spojené.
Integrálnym kritériom pre optimálne umiestnenie svietidiel je hodnota l = L/h, ktorej pokles zvyšuje náklady na inštaláciu a údržbu osvetlenia a nadmerné zvýšenie vedie k výraznej nerovnomernosti osvetlenia. Tabuľka 4 ukazuje hodnoty l pre rôzne žiarovky.
Tabuľka 3
Minimálna povolená výška pre závesné svietidlá
so žiarivkami
Tabuľka 4
Najvýhodnejšie umiestnenie svietidiel
Vzdialenosť medzi lampami L je definovaná ako:
Je potrebné nakresliť pôdorys v mierke v súlade s pôvodnými údajmi, vyznačiť na ňom umiestnenie svietidiel (pozri obr. 1) a určiť ich počet.
4. VÝBER NORMALIZOVANÉHO OSVETLENIA
Základné požiadavky a hodnoty štandardizovaného osvetlenia pracovných plôch sú uvedené v SNiP 23-05-95. Výber osvetlenia sa vykonáva v závislosti od veľkosti diskriminačného objemu (hrúbka čiary, značky, výška písmen), kontrast objektu s pozadím a vlastnosti pozadia. Potrebné informácie pre výber štandardného osvetlenia priemyselných priestorov sú uvedené v tabuľke 5.
Tabuľka 5
Normy osvetlenia pre priemyselné pracoviská
pod umelým osvetlením (podľa SNiP 23-05-95)
| Charakteristika vizuálnej práce | Najmenšia veľkosť predmet diskriminácie, mm | Kategória vizuálnej práce | Podkategória vizuálnej práce | Kontrast objektu s pozadím | Charakteristiky pozadia | Umelé osvetlenie | ||
| Osvetlenie, lux | ||||||||
| S kombinovaným systémom osvetlenia | so systémom všeobecného osvetlenia | |||||||
| Celkom | vrátane z celkového | |||||||
| Najvyššia presnosť | Menej ako 0,15 | ja | A | Malý | Tmavý | 5000 4500 | - - | |
| b | Malé Stredné | Stredne tmavý | ||||||
| V | Malý Stredný Veľký | Svetlá Stredná Tmavá | ||||||
| G | Stredne veľký" | Svetlé « Stredné | ||||||
| Veľmi vysoká presnosť | Od 0,15 do 0,30 | II | A | Malý | Tmavý | - - | ||
| b | Malé Stredné | Stredne tmavý | ||||||
| V | Malý Stredný Veľký | Svetlá Stredná Tmavá | ||||||
| G | Stredne veľký" | Svetlo Svetlo Stredne | ||||||
| Vysoká presnosť | St. 0,30 až 0,50 | III | A | Malý | Tmavý | |||
| b | Malé Stredné | Stredne tmavý | ||||||
| V | Malý Stredný Veľký | Svetlá Stredná Tmavá | ||||||
| G | Stredne veľký" | Svetlé « Stredné |
Pokračovanie tabuľky 5
| Stredná presnosť | St. 0,5 až 1,0 | IV | A | Malý | Tmavý | |||
| b | Malé Stredné | Stredne tmavý | ||||||
| V | Malý Stredný Veľký | Svetlá Stredná Tmavá | ||||||
| G | Stredne veľký" | Svetlé « Stredné | - | - | ||||
| Nízka presnosť | 1. až 5. sv | V | A | Malý | Tmavý | |||
| b | Malé Stredné | Stredne tmavý | - | - | ||||
| V | Malý Stredný Veľký | Svetlá Stredná Tmavá | - | - | ||||
| G | Stredne veľký" | Svetlé « Stredné | - | - | ||||
| Drsný (veľmi nízka presnosť) | Viac ako 5 | VI | Bez ohľadu na vlastnosti pozadia a kontrast objektu s pozadím | - | - |
5. VÝPOČET CELKOVÉHO ROVNOMERNÉHO OSVETLENIA
Výpočet celkového rovnomerného umelého osvetlenia vodorovnej pracovnej plochy sa vykonáva pomocou metódy koeficientu svetelného toku, ktorá zohľadňuje svetelný tok odrazený od stropu a stien.
Svetelný tok žiarovky alebo skupiny žiariviek žiarovky je určený vzorcom:
F = E n × S × K z × Z * 100/ (n × h),
kde E n je štandardizované minimálne osvetlenie podľa SNiP 23-05-95, lux;
S – plocha osvetlenej miestnosti, m2;
K з – bezpečnostný faktor zohľadňujúci znečistenie svietidla (zdroj svetla, osvetľovacie telesá, steny a pod., t.j. reflexné plochy), (prítomnosť dymu v atmosfére dielne), prach (tabuľka 6);
Z – koeficient nerovnomernosti osvetlenia, pomer E priem. /E min. Pre žiarivky vo výpočtoch sa berie rovná 1,1;
n – počet svietidiel;
h - faktor využitia svetelného toku, %.
Koeficient využitia svetelného toku ukazuje, koľko svetelného toku svietidiel dopadá na pracovnú plochu. Závisí od indexu miestnosti i, typu svietidla, výšky svietidiel nad pracovnou plochou h a koeficientov odrazu stien rc a stropu r n.
Index miestnosti je určený vzorcom
Koeficienty odrazu sa posudzujú subjektívne (tabuľka 7).
Hodnoty súčiniteľa využitia svetelného toku h svietidiel so žiarivkami pre najbežnejšie kombinácie koeficientov odrazu a priestorových indexov sú uvedené v tabuľke 8.
Po výpočte svetelného toku F so znalosťou typu žiarovky sa z tabuľky 1 vyberie najbližšia štandardná žiarovka a určí sa elektrický výkon celého osvetľovacieho systému. Ak je požadovaný svetelný tok mimo rozsah (-10 ¸ + 20 %), upraví sa počet svietidiel n alebo výška zavesenia svietidla.
Pri výpočte žiarivkového osvetlenia, ak sa plánuje počet riadkov N, ktorý je vo vzorci nahradený namiesto n, F by malo znamenať svetelný tok lámp v jednom rade. Počet svietidiel v rade n je definovaný ako
kde Ф 1 je svetelný tok jednej žiarovky.
Tabuľka 6
Bezpečnostný faktor pre svietidlá používajúce žiarivky
Tabuľka 7
Hodnota koeficientov odrazu stropu a stien
28. Priemyselné vibrácie: zdroje, fyzikálne vlastnosti, druhy vibrácií, vplyv na ľudský organizmus, regulácia, spôsoby ochrany
Vibrácia je mechanický kmitavý pohyb priamo prenášaný na ľudské telo zo zariadení a stavebných konštrukcií, na ktorých je inštalovaný.
K vibráciám dochádza pri prevádzke strojov a mechanizmov, ktoré majú nevyvážené a nevyvážené rotačné orgány alebo orgány vratného a nárazového pohybu. Patria sem kovoobrábacie stroje, kovacie a raziace kladivá, elektrické a pneumatické vŕtacie kladivá, elektrické náradie, ale aj pohony, ventilátory, čerpacie agregáty, kompresory atď.
Zdrojmi vibrácií vo výrobe sú mobilné stavebné stroje, stroje na vibračné zhutňovanie betónových zmesí, hobľovanie, brúsenie, ručné mechanizované náradie a pod.
Vibrácie sa vyznačujú:
amplitúda A, m;
Oscilačná rýchlosť υ, m/s;
zrýchlenie a, m/s2;
Doba oscilácie T, s;
Frekvencia kmitania f, Hz.
Podľa spôsobu prenosu sa vibrácie delia na
Všeobecné, prenášané cez nosné plochy na telo stojacej alebo sediacej osoby;
Miestne, prenášané rukami.
Vplyv vibrácií na človeka závisí od smeru jeho pôsobenia, preto sa vibrácie delia na tie, ktoré pôsobia pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému X, Y, Z.
Všeobecné vibrácie, najmä pri frekvenciách 5...25 Hz, blízkych ľudským prirodzeným frekvenciám (6...9 Hz), majú nepriaznivý vplyv na nervový, kardiovaskulárny systém, vestibulárny aparát a metabolizmus.
Lokálne vibrácie spôsobujúce kŕče periférnych ciev spôsobujú rôzne stupne cievnych, nervovo-svalových a muskuloskeletálnych porúch končatín (necitlivosť, chlad, bolesť, zmeny pohybového aparátu).
Choroba z povolania, ktorá vzniká pod vplyvom vibrácií, sa nazýva choroba z vibrácií. Choroba z vibrácií vedie k invalidite (štádium III, IV) a je ťažko liečiteľná. Vplyv vibrácií sa zhoršuje nízkymi teplotami, ktoré tiež spôsobili kŕče krvných ciev.
Tabuľka. Vplyv vibrácií na ľudské telo
Amplitúda kmitania vibrácií, mm Frekvencia vibrácií, Hz Výsledok nárazu
Do 0,0 15 Rôzne Nepôsobí na telo
0,016–0,050 40–50 Nervové vzrušenie s depresiou
0,051–0,100 40–50
Zmeny v centrálnom nervovom systéme, srdci a orgánoch sluchu
0,101–0,300 50–150 Možné ochorenie
0,101–0,300 150–250 Spôsobuje ochorenie z vibrácií
Normalizácia vibrácií sa vykonáva v súlade s GOST 12.1.012–90 SSBT „Vibrácie. Všeobecné bezpečnostné požiadavky“: podľa spektra strednej kvadratickej rýchlosti vibrácií (m/s) (alebo zrýchlenia, m/s2), jej úrovne (dB), ako aj dávky vibrácií, berúc do úvahy frekvenciu a čas .
Miestne (lokálne) (f = 8...1000 Hz), všeobecné vibrácie sú samostatne normalizované; posledné sa delia na dopravné (f = 1...63 Hz), dopravno-technologické (f = 2...63 Hz) a technologické (f = 2...63 Hz). Na boj proti vibráciám pri ich zdroji je potrebné zamerať sa na bezrázové zariadenia a technológie, zlepšiť kvalitu výroby a montáže mechanizmov, zlepšiť kvalitu povrchu vozoviek atď.
V prípadoch, keď nie je možné znížiť vibrácie pri zdroji ich vzniku, je potrebné použiť metódy na zníženie vibrácií pozdĺž ciest šírenia: tlmenie vibrácií, izolácia vibrácií alebo tlmenie vibrácií.
Hlavným ukazovateľom, ktorý určuje kvalitu akéhokoľvek typu ochrany pred vibráciami, je koeficient účinnosti ochrany pred vibráciami (koeficient prenosu) µ, čo je pomer rýchlosti (zrýchlenia) chráneného objektu po zariadení na ochranu pred vibráciami (υ0, a0) k. hodnota pred zavedením ochrany pred vibráciami (υ, a): µ = υ0 / υ = a0 / a, t.j. ukazuje, aký podiel dynamickej sily vybudenej strojom F sa prenáša na základňu: µ = F0 / F.
Tlmenie vibrácií je spojené so zavedením reaktívneho odporu do oscilačného systému, čo sa dosiahne zvýšením hmotnosti alebo tuhosti. Na tento účel sú ventilátory a čerpadlá inštalované na nosných doskách a podstavcoch tlmiacich vibrácie.
Izolácia vibrácií sa dosiahne aj inštaláciou zariadení bez základov a kotviacich jednotiek priamo na elastické podpery izolujúce vibrácie. To znižuje náklady na inštaláciu zariadení a znižuje hladinu hluku spojenú s intenzívnymi vibráciami. Vibračná izolácia sa zabezpečuje pri ukladaní vzduchovodov ventilačných systémov vo vnútri stavebných konštrukcií a pri ich pripevňovaní k nim. Na obmedzenie šírenia vibrácií vzduchovými kanálmi sa praktizuje ich oddelenie do samostatných sekcií pomocou pružných vložiek.
Ako izolátory vibrácií sa používajú gumové alebo plastové tesnenia, jednoduché alebo zložené valcové pružiny, kombinované (pružina-guma) a pneumatické izolátory vibrácií („vzduchové vankúše“).
Tlmenie vibrácií. Táto metóda je založená na zvyšovaní aktívnych strát v oscilačných systémoch pomocou náterov tlmiacich vibrácie na zníženie vibrácií šíriacich sa vzduchovými kanálmi ventilačných systémov, ako aj plynovodmi kompresorových staníc. Medzi najbežnejšie nátery tlmiace vibrácie patria tmelové (VD mastix, VPM, Antivibrit-M) a plechové (penový plast, plsť, vinylové póry, folgoizol) materiály.
Ako preventívne opatrenie proti ochoreniu z vibrácií je stanovená maximálna dĺžka kontaktu so zdrojom vibrácií (nie viac ako 2/3 zmeny, 20...30 minútové prestávky pred a po obede, 10...15 minútové prestávky každých 50 minút minúty práce, nepretržité trvanie expozície 15... 20 minút), termálne procedúry pre končatiny, masáž, gymnastika, povinné pravidelné lekárske prehliadky.
Teplota vzduchu by nemala byť nižšia ako +16°C, vlhkosť – 40...60 %, rýchlosť vzduchu – 0,3 m/s.
Používa sa na osobnú ochranu bezpečnostné topánky, ochranné rukavice a antivibračné podložky alebo dosky.
Riešenie 1. Vzhľadom na malú výšku dielne sme sa rozhodli použiť svietidlá so žiarivkami, ktoré sme umiestnili do súvislých radov pozdĺž dlhej strany budovy. Zároveň z dôvodu pomerne veľkej dĺžky miestnosti (50 m) používame ODR výbojky s ochranným uhlom 15º v priečnom aj pozdĺžnom reze.
E S = AB= 50∙25 = 1250 (m2). Bezpečnostný faktor pre kovoobrábacie dielne k z = 1,5 (tabuľka A.3). z= 1,1 – koeficient pre žiarivky. n= 2 – počet svietidiel v kontrolke ODR (tabuľka A.1).
Na určenie koeficientu využitia η vypočítame index tvaru miestnosti pomocou vzorca (2): i = (A∙B)/(H R ( A + B)) = 50∙25/(5(50 + 25)) = 3,33. Tu H p = H – 1 = 6 – 1 = 5 (m) – pracovná výška závesu svietidiel (svietidlá s LL sú upevnené na strope miestnosti).
Predpokladáme, že koeficienty odrazu stropu ρ p (čistobetónový strop), stien ρ c (betónové steny) a pracovnej plochy (podlahy) ρ p sú rovné 50, 30 a 10 % (tabuľka A.5).
Podľa tabuľky Položka 6 určuje koeficient využitia interpoláciou. Pre lampu ODR pri i= 3,0 η = 57,5 %, s i= 3,5 n = 59 %; potom o i= 3,33 η = 57,5 +((59 – 57,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 58,49 (%).
N Najprv vypočítajme pomocou vzorca (3) počet svietidiel v jednom rade so zameraním na svietidlá s výkonom 80 W a berúc do úvahy relatívne malú výšku dielne: N sv = ( A/l m) – 2 = (50/1,6) – 2 = 29,25. Zaokrúhlením výsledku na najbližšie celé číslo dostaneme N St = 29.
N L L: L 1 = 0,5L. Potom v najväčšej prípustnej vzdialenosti medzi riadkami podľa vzorca (4): N R min = B/L max = B/(1,5H p) = 25/(1,5∙5) = 3,3. Zaokrúhlením (iba nahor) dostaneme N p = 4.
N = N St ∙ Nр = 29,4 = 116.
Pri zaokrúhľovaní počtu riadkov na väčšie celé číslo sa hodnoty zmenia (zníži) L A L 1. Definujme ich, stále za predpokladu, že L 1 = 0,5L: L = B/N p = 25/4 = 6,25 (m); L 1 = 0,5∙6,25 = 3,125 (m). Priraďujeme vhodnejšie veľkosti (vzhľadom na to, že počet medzier medzi riadkami je o jeden menší ako počet samotných riadkov): L= 6,5 m; Potom L 1 = (B – (N p – 1) L)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (m). Uistite sa, že postoj L 1 /L= 2,75/6,5 = 0,415 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5).
Nahradením číselných hodnôt všetkých parametrov do vzorca (1) pre F výpočtom dostaneme: F výpočet = 100 (200∙1250∙1,5∙1,1)/(116∙2∙58,49) = 3040 (lm).
Pri výbere svietidla z tabuľky A.8 berieme do úvahy, že pre kovoobrábacie dielne, aby sa predišlo stroboskopickému efektu, by sa mali používať svietidlá LB. Najbližšia štandardná lampa LB40 so svetelným tokom F st 3120 lm je celkom vhodný, pretože odchýlka jeho svetelného toku od vypočítaného (6) nepresahuje prijateľné limity (od – 10 % do + 20 %): Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(3120 – 3040)/3040 = 2,6 %. Navyše, keďže svietidlá so 40 W výbojkami majú kratšiu dĺžku a kratšiu montážnu dĺžku l m = 1,3 m, usporiadanie svietidiel v rade bude prerušované. Inštalačná medzera sa zväčší o 30 cm Rozhodnutie použiť 40-wattové žiarovky namiesto 80-wattových má svoje výhody. Predovšetkým majú o niečo vyššiu svetelnú účinnosť, čím ušetria energiu na svietenie.
Pri použití 40 W svietidiel však bude počet svietidiel a samotných svietidiel takmer dvojnásobný. Tým sa dramaticky zvýšia tak jednorazové náklady na vytvorenie svetelnej inštalácie, ako aj náklady na jej prevádzku. Preto sme sa rozhodli použiť žiarovky s výkonom 80 W, čím sa zníži počet svietidiel v rade (ich usporiadanie bude prerušované). Na získanie F výpočet, čo najbližšie k svetelnému toku štandardnej žiarovky LB80 (5220 lm - tabuľka A.8) nové číslo N St sa určí z podielu: N sv(nové) = ( N sv(starý) ∙ F calc)/ F st = (29∙3040)/5220 = 16,9. Akceptujeme N sv = 17. Potom N = N St ∙ Nр = 17∙4 = 68. Vzdialenosť medzi svietidlami sa zväčší (pozri diagram na obr. 1) na približne l m = ( N sv(starý) – N sv)/( N St – 1) = 1,6(29 – 17)/(17 – 1) = 1,2 (m), čo je menej ako dĺžka svietidla – je zabezpečená rovnomernosť osvetlenia.
Ryža. 1. Umiestnenie ODR svietidiel so žiarivkami LB80 na plán dielne s rozmermi 5025 m
F vypočítané = 100 (200∙1250∙1,5∙1,1)/(68∙2∙58,49) = 5186 (lm). Odchýlka svetelného toku výbojky LB80 od vypočítaného (6): Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(5220 – 5186)/5186 = 0,7 %. Energia spotrebovaná inštaláciou osvetlenia (7): P = R l nN= 80∙2∙68 = 10 880 (W).
Riešenie 2. Je známe, že v dlhých úzkych miestnostiach je pohľad človeka nasmerovaný predovšetkým pozdĺž dlhej strany. Ak teda umiestnite rady svietidiel pozdĺž krátkej strany miestnosti, potom s relatívne malou výškou dielne môžete použiť svietidlá s vysokou účinnosťou - s ochranným uhlom iba v priereze (typ LSP-02-001, ochranný uholník 15º). Mnoho parametrov je možné prevziať z predchádzajúceho riešenia: E n = 200 lux; S= 1250 m2; z = 1,1; n= 2 (svietidlo LSP-02 má tiež dve žiarovky); i= 3,33; koeficienty odrazu povrchu ρ p = 50 %, ρ c = 30 %, ρ p = 10 %.
Podľa tabuľky Položka 6 určuje koeficient využitia interpoláciou. Pre LSP-02 at i= 3,0 η = 65,5 %, at i= 3,5 n = 67 %; potom o i= 3,33 η = 65,5 +((67 – 65,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 66,49 ≈ 66,5 (%).
Počet svietidiel v jednom rade N sv = ( B/l m) – 2 = (25/1,6) – 2 = 13,63. Zaokrúhľujeme, dostávame N St = 14.
Na predbežné určenie počtu riadkov N p opäť predpokladáme, že vzdialenosť od vonkajších radov k stenám L 1 je maximálna a rovná sa polovici vzdialenosti medzi susednými radmi L: L 1 = 0,5L. Potom v najväčšej prípustnej vzdialenosti medzi radmi N R min = A/L max = A/(1,5H p) = 50/(1,5∙5) = 6,67. Zaokrúhlením (iba nahor) dostaneme N p = 7.
Potom celkový počet svietidiel N = N St ∙ N p = 14,7 = 98.
Definujme nové množstvá L A L 1, stále za predpokladu, že L 1 = 0,5L: L = A/N= 50/7 = 7,14 (m); L 1 = 0,5∙7,14 = 3,57 (m). Priraďujeme pohodlnejšie veľkosti: L= 7,2 m; Potom L 1 = (A – (N – 1)L)/2 = (50 – (7 – 1)∙7,2)/2 = 3,4 (m). Uistite sa, že postoj L 1 /L=3,4/7,2 = 0,472 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5).
F vypočítané = 100 (200∙1250∙1,5∙1,1)/(98∙2∙66,5) = 3165 (lm).
Na získanie F výpočet čo najbližšie k svetelnému toku svietidla LB80 (5220 lm) nový počet svietidiel v rade N St sa určí z podielu: N sv = ( N sv(starý) ∙ F calc)/ F st = (14∙3165)/5220 = 8,5. Akceptujeme N sv = 9. Potom celkový počet svietidiel N = N St ∙ Nр = 9∙7 = 63. V tomto prípade sa vzdialenosť medzi lampami zväčší na približne l m = ( N sv(starý) – N sv)/( N St – 1) = 1,6 (14 – 9)/(9 – 1) = 1,0 (m).
Na obr. Obrázok 2 znázorňuje rozmiestnenie svietidiel.
Ryža. 2. Umiestnenie svietidiel LSP-02-001 so žiarivkami LB80 na plán dielne s rozmermi 5025 m (voliteľné)
V tomto prípade vypočítaný svetelný tok jednej žiarovky (1): F vypočítané = 100 (200∙1250∙1,5∙1,1)/(63∙2∙66,5) = 4923 (lm). Odchýlka svetelného toku výbojky LB80 od vypočítaného (6): Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(5220 – 4923)/4923 = 6,0 %, čo je v prijateľných medziach.
Energia spotrebovaná inštaláciou osvetlenia (7): P = P l nN= 80∙2∙63 = 10080 (W). Úspora spotreby energie v porovnaní s pozdĺžnym usporiadaním radov s ODR výbojkami teda nie je taká veľká Δ P= 100 (10 880 – 10 080)/10 880 = 7,4 %. Treba však počítať aj s oveľa pohodlnejšou výmenou vybitých lámp (v dostatočne vysokej nadmorskej výške) za svietidlá bez ochrannej mriežky.
Riešenie 3. Na osvetlenie dielne používame vysokotlakové plynové výbojky. Pri relatívne nízkej dielenskej výške ide o svietidlá typu DRL. Používame stropné svietidlá S34DRL (v dielni sa používa emulzia, je možné vykonať hrubé opracovanie a opracovanie liatinových dielov) na svietidlo ( n= 1) s ochranným uhlom 15º, umiestnite ich najracionálnejšie - do rohov obdĺžnika. Parametre známe z predchádzajúcich riešení: E n = 200 lux; S= 1250 m2; i= 3,33; koeficienty odrazu ρ p = 50 %, ρ c = 30 %, ρ p = 10 %.
Podľa tabuľky Bod 7 určuje interpoláciou faktor využitia osvetľovacej inštalácie. Pre lampu S34DRL s i= 3,0 η = 68,5 %, at i= 3,5 n = 70 %; potom o i= 3,33 η = 68,5 +((70 – 68,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 69,5 (%).
Na predbežné určenie počtu svietidiel pozdĺž dlhej strany miestnosti N A L 1 A maximálnej a rovnajúcej sa polovici vzdialenosti medzi susednými svietidlami L A : L 1 A = 0,5L A. Potom v najväčšej prípustnej vzdialenosti medzi svietidlami (5): N A min = A/L max = A/(1,4H p) = 50/(1,4∙5) = 7,14. Zaokrúhlením (iba nahor) dostaneme N A = 8.
Podobne určíme predbežný počet svietidiel pozdĺž krátkej strany miestnosti N IN (5): N IN min = IN/L max = IN/(1,4H p) = 25/(1,4∙5) = 3,57. Zaokrúhľujeme, dostávame N IN = 4.
Potom celkový počet svietidiel N sv = N A ∙N IN = 8∙4 = 32.
Definujme nové množstvá L A , L IN , L 1 A A L 1 IN stále berúc do úvahy, že vzdialenosť od vonkajších svietidiel k stenám sa rovná polovici vzdialenosti medzi svietidlami: L A = A/N A= 50/8 = 6,25 (m); L 1 A= 0,5∙6,25 = 3,125 (m); L IN = IN/N IN= 25/4 = 6,25 (m); L 1 IN L A= 6,5 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (50 – (8 – 1)∙6,5)/2 = 2,25 (m). Uistite sa, že postoj L 1 A /L A=2,25/6,5 = 0,346 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Pozdĺž krátkej strany miestnosti: L IN= 6,5 m; Potom L 1 IN = (IN – (N IN – 1)L IN)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (m). Postoj L 1 IN /L IN=2,75/6,5 = 0,423 je tiež v prijateľnom rozsahu (0,3÷0,5).
Zoberme do úvahy, že pre bodové zdroje, ako sú svietidlá s oblúkovými lampami, koeficient z= 1,15. Nahradením číselných hodnôt všetkých známych parametrov do vzorca (1) dostaneme: F výpočet = 100 (200∙1250∙1,5∙1,15)/(32∙1∙69,5) = 19391 (lm). Najbližšie z hľadiska svetelného toku (tabuľka A.9) sú štandardné domáce svietidlá DRL-250 ( F st = 13000 lm) a DRL-400 ( F st = 22 000 lm).
Pri použití žiarovky DRL-250 bude odchýlka svetelného toku od vypočítaného: Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(13000 – 19391)/19391 = – 33 %, čo je neprijateľné. Pre lampu DRL-400 Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(22000 – 19391)/19391 = 13,5 %, čo je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %). Riešenie možno považovať za uspokojivé.
Energia spotrebovaná inštaláciou osvetlenia: P = P l nN= 400∙1∙32 = 12 800 (W). Možnosť použitia žiaroviek DRL je teda na prvý pohľad v spotrebe energie nižšia ako možnosť s LL. Treba však vziať do úvahy, že v druhom prípade je väčšia rezerva svetelného toku Δ F(13,5 % oproti odchýlke 6 % pre LL).
Preto by ste pri zvyšovaní počtu svietidiel mali skontrolovať možnosť použitia lámp DRL-250. Na získanie F výpočet čo najbližšie k svetelnému toku žiarovky DRL-250 (13000 lm) nové číslo N určíme opäť z podielu: N nové = ( N∙F calc)/ F st = (32∙19391)/13000 = 47,7. Akceptujeme N nový = N= 48. Možné sú dve kombinácie: N A= 12 a N IN= 4 a tiež N A = 8 a N IN= 6. Jednoduché výpočty ukazujú, že rozdiel medzi L A a L B je v oboch prípadoch rovnaký (4,17 a 6,25 m - pozri nižšie - a naopak). Akceptujeme možnosť umiestnenia s N A= 12 a N IN = 4.
Ujasnime si hodnoty L A , L IN , L 1 A A L 1 IN opäť zo stavu L 1 = 0,5L: L A = A/N A= 50/12 = 4,17 (m); L 1 A= 0,5∙4,17 = 2,08 (m); L IN = IN/N IN= 25/4 = 6,25 (m); L 1 A= 0,5∙6,25 = 3,125 (m). Priraďujeme pohodlnejšie vzdialenosti medzi lampami. Pozdĺž dlhej strany miestnosti: L A= 4,2 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (50 – (12 – 1)∙4,2)/2 = 1,9 (m). Postoj L 1 A /L A=1,9/4,2 = 0,452 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Pozdĺž krátkej strany miestnosti: L IN= 6,6 m; Potom L 1 IN = (IN – (N IN – 1)L IN)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,6)/2 = 2,6 (m). Postoj L 1 IN /L IN=2,6/6,6 = 0,394 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Rozloženie svietidiel je znázornené na obr. 3.
Ryža. 3. Umiestnenie svietidiel S34DRL so svietidlami DRL-250 na plán dielne s rozmermi 5025 m
V tomto prípade vypočítaný svetelný tok jednej žiarovky: F vypočítané = 100 (200∙1250∙1,5∙1,15)/(48∙1∙69,5) = 12927 (lm). Odchýlka svetelného toku štandardnej žiarovky DRL-250 od vypočítanej je minimálna: Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(13000 – 12927)/12927 = – 0,06 %.
: P = P l nN= 250∙1∙48 = 12 000 (W). V porovnaní so žiarivkami DRL-400 sa pri použití DRL-250 napriek mierne nižšej svetelnej účinnosti (pozri tabuľku A.9) šetrí elektrina: Δ P= 100 (12 800 – 12 000)/12 800 = 6,25 %. Okrem toho sa pri väčšom počte svietidiel dosiahne rovnomernejšie osvetlenie pracovnej plochy a v dôsledku nižšieho výkonu jednotky sa zníži jas zdrojov, a teda aj ich oslnenie. Zároveň s nárastom počtu svietidiel rastú náklady na inštaláciu osvetlenia a prevádzkové náklady. Nadradenosť jednej z možností môže ukázať iba ekonomická kalkulácia. Na prvý pohľad sa zdá byť výhodnejšia možnosť s DRL-250.
Ktorá možnosť by mala byť prijatá, s DRL alebo LL, môže byť opäť presne znázornená ekonomickým výpočtom. Treba len poznamenať, že úspory spotreby elektrickej energie pri použití LL sú značné (Δ P= 100 (12 000 – 10 080)/12 000 = 16,0 %). Náklady na inštaláciu s LL (ako aj náklady na jej údržbu) sú však výrazne vyššie - vyžaduje celkovo 1,3-krát viac žiariviek a 126 žiariviek oproti 48 žiarivkám DRL-250.
Riešenie 1. Na osvetlenie dielne používame vysokotlakové výbojky typu DRL. Používame lampy SD2DRL (do vlhkých miestností - vysoké otáčky a rozsiahle používanie emulzie pri brúsení vedie k zvýšenému uvoľňovaniu vodnej pary do ovzdušia) na lampu( n
Na výpočet použijeme metódu svetelného toku. Stanovme parametre zahrnuté vo vzorci (1).
Norma osvetlenia vytvorená svietidlami všeobecného osvetlenia s kombinovaným systémom pre strojárne E n = 200 lux (tabuľka A.3). Priestor dielne S = AB= 60∙40 = 2400 (m2). Bezpečnostný faktor pre kovoobrábacie dielne k z = 1,5 (tabuľka A.3). z
Svietidlá nainštalujeme priamo na strop (dosť vysoká dielenská výška si vyžaduje použitie mostových žeriavov alebo nosníkových žeriavov v rozpätiach). Potom pracovná výška zavesenia svietidla H p = H– 1 = 9 – 1 = 8 (m) a index tvaru miestnosti i = S/(H R ( A + B)) = 2400/(8(60 + 40)) = 3,0.
Vzhľadom na to, že koeficienty odrazu stropu ρ p (čistobetónový strop), stien ρ c (betónové steny) a pracovnej plochy (podlahy) ρ p sú rovné 50, 30 a 10 % (tabuľka A.5), podľa k tabuľke. P.7 určiť koeficient využitia. Pre lampu SD2DRL s i= 3,0 η = 63,5 %.
N A Predpokladajme, že vzdialenosť od vonkajších svietidiel k stenám L 1 AL A : L 1 A = 0,5L A. Potom o L A = L max podľa vzorca (5): N A min = A/L max = A/(1,4H p) = 60/(1,4∙8) = 5,36. Zaokrúhlením nahor dostaneme N A = 6.
N IN : N IN min = IN/L max = IN/(1,4H p) = 40/(1,4∙8) = 3,57. Zaokrúhľujeme, dostávame N IN = 4.
Celkový počet svietidiel N = N A ∙N IN = 6∙4 = 24.
Nové množstvá L A , L IN , L 1 A A L 1 IN(at L 1 = 0,5L): L A = A/N A= 60/6 = 10 (m); L 1 A= 0,5-10 = 5 (m); L IN = IN/N IN= 40/4 = 10 (m); L 1 IN= 0,5∙10 = 5 (m). Tieto hodnoty nechajme bez úpravy.
Na obr. Obrázok 4 znázorňuje zodpovedajúce rozmiestnenie svietidiel.
Ryža. 4. Umiestnenie svietidiel SD2DRL so svietidlami DRL-1000 na pôdoryse dielne s rozmermi 6040 m (s pracovnou výškou závesu 8 m)
F výpočet = 100 (200∙2400∙1,5∙1,15)/(24∙1∙63,5) = 54331 (lm). Podľa tabuľky Krok 9 vyberte lampu DRL-1000 ( F st = 58500 lm). Odchýlka svetelného toku od vypočítaného: Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(58500 – 54331)/54331 = 7,7 %, čo je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %).
Výkon osvetlenia P = P l nN= 1000∙1∙24 = 24000 (W).
Riešenie 2. Nech sa v tej istej dielni nenachádzajú žiadne mostové žeriavy alebo nosníkové žeriavy (v prípade odstránenia zariadenia na opravu sú pre autožeriavy zabezpečené priechody dostatočnej šírky). Potom môžete znížiť výšku zavesenia svietidiel SD2DRL ich inštaláciou na káblové výstuhy. Prijmime H p = 5 m, t.j. znížte lampy o 3 m. Parametre sa nezmenia E n = 200 luxov, S= 2400 m2, k z = 1,5, z= 1,15 a n= 1, ako aj koeficienty odrazu p p, p c a p p rovné 50, 30 a 10 %, v tomto poradí.
Nový index tvaru miestnosti i = S/(H R ( A + B)) = 2400/(5(60 + 40)) = 4,8. Pre lampu SD2DRL s i= 4,5 faktor využitia η = 68 %, s i= 5,0 – η = 69 % (tabuľka A.7). Pre i= 4,8 interpoláciou zistíme η = 68 + ((69 – 68)/(5,0 – 4,5))∙(4,8 – 4,5) = 68,6 %.
Na určenie minimálneho počtu svietidiel nastavíme podmienku L 1 = 0,5L. Potom podľa vzorca (5): N A min = A/L max = A/(1,4H p) = 60/(1,4∙5) = 8,57. Zaokrúhlením nahor dostaneme N A= 9. Rovnako N IN min = IN/L max = IN/(1,4H p) = 40/(1,4∙5) = 5,71. Zaokrúhľujeme, dostávame N IN= 6. Celkový počet svietidiel N = N A ∙N IN = 9∙6 = 54.
Ujasňujeme si vzdialenosti L A , L IN , L 1 A A L 1 IN(at L 1 = 0,5L): L A = A/N A= 60/9 = 6,67 (m); L 1 A= 0,5∙6,67 = 3,33 (m); L IN = IN/N IN= 40/6 = 6,67 (m); L 1 A= 0,5∙6,67 = 3,33 (m). Priraďujeme pohodlnejšie hodnoty vzdialenosti. Pozdĺž dlhej strany miestnosti: L A= 7,0 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (60 – (9 – 1)∙7,0)/2 = 2,0 (m). Postoj L 1 A /L A=2,0/7,0 = 0,286 nespadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Meníme: L A= 6,8 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (60 – (9 – 1)∙6,8)/2 = 2,8 (m). Postoj L 1 A /L A=2,8/6,8 = 0,412 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Na krátkej strane: L IN= 7,0 m; Potom L 1 IN = (IN – (N IN – 1)L IN)/2 = (40 – (6 – 1)∙7,0)/2 = 2,5 (m). Postoj L 1 IN /L IN=2,5/7,0 = 0,357 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5).
Svetelný tok lampy (1): F výpočet = 100 (200∙2400∙1,5∙1,15)/(54∙1∙68,6) = 22352 (lm). Podľa tabuľky Krok 9 vyberte lampu DRL-400 ( F st = 22 000 lm). Odchýlka svetelného toku vybraného svietidla od vypočítaného (6) Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(22000 – 22352)/22352 = – 1,6 % je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %).
Rozloženie svietidiel je znázornené na obr. 5.
Ryža. 5. Umiestnenie svietidiel SD2DRL so svietidlami DRL-400 na pôdoryse dielne s rozmermi 6040 m (s pracovnou výškou závesu 5 m)
Výkon osvetlenia P = P l nN= 400∙1∙54 = 21600 (W). Úspora energie znížením H p bude Δ P= 100 (24 000 – 21 600)/24 000 = 10,0 %. S nižšou výškou zavesenia je inštalácia osvetlenia pohodlnejšia a bezpečnejšia na údržbu. Viac ako dvojnásobný počet svietidiel ju však predražuje.
Riešenie 3. Skúsme použiť DRI výbojky s vyššou svetelnou účinnosťou (ako má DRL). Nechajte dielňu používať účinný systém prívodu a odvodu vzduchu. Potom môžete použiť lampy pre mokré (nie vlhké) miestnosti GSP-05 ( n= 1) s ochranným uhlom 15º, pripevňujúc ich k stropu (ako v riešení 1, H p = 8 m). Parametre sa nezmenia E n = 200 luxov, S= 2400 m2, k z = 1,5, z = 1,15, n= 1 a i= 3,0, ako aj koeficienty odrazu p, p, p c a p p rovné 50, 30 a 10 %.
K prvému priblíženiu, množstvo ( N= 24) a umiestnenie ( L A = L IN= 10,0 m; L 1 A = L 1 IN= 5,0 m – pozri obr. 4) lampy.
Podľa tabuľky P.7 určujeme koeficient využitia pre svietidlo GSP-05: pri i= 3,0 η = 73 %.
Vypočítame požadovaný svetelný tok jednej žiarovky: F výpočet = 100 (200∙2400∙1,5∙1,15)/(24∙1∙73) = 47260 (lm). Podľa tabuľky Krok 9 vyberte lampu DRI-700 ( F st = 59500 lm). Odchýlka svetelného toku vybraného svietidla od vypočítaného Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(59500 – 47260)/47260 = 25,9 % nie je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %). Je však užitočné analyzovať získaný výsledok. Po prvé, aby sa dostal do prijateľného rozsahu Δ F nie je možné znížiť počet svietidiel - vzdialenosti medzi nimi budú väčšie ako maximálna hodnota 1,4 H r, osvetlenie bude nerovnomerné. Po druhé, kladná hodnota Δ F označuje nadmerné osvetlenie v dielni, čo povedie k nadmernej spotrebe elektrickej energie (aby sa tomu zabránilo, bol zavedený horný rozsah Δ F max= + 20 %). Skontrolujeme spotrebu energie na osvetlenie podľa poslednej možnosti: P = P l nN= 700∙1∙24 = 16800 (W). Vďaka vyššej svetelnej účinnosti DRL žiaroviek je tento výkon výrazne nižší ako v riešeniach 2 a 3 (s použitím DRL žiaroviek). Ďalšou výhodou je nižší koeficient pulzácie svetla charakteristický pre DRI lampy. Nevýhodou posledného riešenia je oveľa kratšia životnosť DRI výbojok a ich vysoká svietivosť, ktorá spôsobuje oslnenie (ten je kompenzovaný zväčšením výšky zavesenia). V každom prípade si riešenie s DRI lampami zaslúži pozornosť.
Riešenie 1. Na osvetlenie dielne používame metalhalogenidové výbojky typu DRI. Vzhľadom na veľkú výšku dielne a uvoľňovanie veľkého množstva prachu pri spracovaní liatiny používame lampy GSP-18 pre jednu lampu ( n= 1) s ochranným uhlom 15º (tabuľka A.1), pričom ich umiestnite do rohov obdĺžnika.
Na výpočet použijeme metódu svetelného toku. Stanovme parametre zahrnuté vo vzorci (1).
Norma osvetlenia vytvorená svietidlami všeobecného osvetlenia s kombinovaným systémom pre strojárne E n = 200 lux (tabuľka A.3). Priestor dielne S = AB= 110∙60 = 6600 (m2). Bezpečnostný faktor pre kovoobrábacie dielne k z = 1,5 (tabuľka A.3). z= 1,15 – koeficient pre bodové zdroje.
Svietidlá nainštalujeme priamo na strop (dosť vysoká výška dielne a rozmery obrobkov naznačujú použitie mostových žeriavov v rozpätiach). Potom pracovná výška zavesenia svietidla H p = H– 1 = 12 – 1 = 11 (m) a index tvaru miestnosti i = S/(H R ( A + B)) = 6600/(11(110 + 60)) = 3,52 ≈ 3,5.
V dôsledku uvoľňovania veľkého množstva prachu sa domnievame, že koeficienty odrazu stropu ρ p, stien ρ c a pracovnej plochy (podlahy) ρ p sú rovné 30, 10 a 10 % (tabuľka A.5 ). Podľa tabuľky Položka 7 pre lampu GSP-18 at i= 3,5 faktor využitia η = 60,5 %.
Na určenie minimálneho počtu svietidiel pozdĺž dlhej strany miestnosti (v rade) N A Predpokladajme, že vzdialenosť od vonkajších svietidiel k stenám L 1 A maximálna a rovná sa polovici maximálnej vzdialenosti medzi susednými svietidlami L A : L 1 A = 0,5L A. Potom o L A = L max podľa vzorca (5): N A min = A/L max = A/(1,4H p) = 110/(1,4∙11) = 7,14. Zaokrúhlením nahor dostaneme N A = 8.
Podobne určíme minimálny počet svietidiel pozdĺž krátkej strany miestnosti N IN (5): N IN min = IN/L max = IN/(1,4H p) = 60/(1,4∙11) = 3,89. Zaokrúhľujeme, dostávame N IN = 4.
Potom celkový minimálny počet svietidiel N = N A ∙N IN = 8∙4 = 32.
Nové množstvá L A , L IN , L 1 A A L 1 IN(at L 1 = 0,5L): L A = A/N A= 110/8 = 13,75 (m); L 1 A= 0,5∙13,75 = 6,875 (m); L IN = IN/N IN= 60/4 = 15 (m); L 1 IN= 0,5∙15 = 7,5 (m). Priraďujeme pohodlnejšie vzdialenosti medzi lampami. Pozdĺž dlhej strany miestnosti: L A= 14,0 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (110 – (8 – 1)∙14,0)/2 = 6,0 (m). Postoj L 1 A /L A= 6,0/14,0 = 0,429 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5). Pozdĺž krátkej strany miestnosti: L IN= 16,0 m; Potom L 1 IN = (IN – (N IN – 1)L IN)/2 = (60 – (4 – 1)∙16,0)/2 = 6,0 (m). Postoj L 1 IN /L IN= 6,0/16,0 = 0,375 je tiež prijateľné.
Nahradením číselných hodnôt všetkých parametrov do (1) dostaneme: F výpočet = 100 (200∙6600∙1,5∙1,15)/(32∙1∙60,5) = 117613 (lm). Podľa tabuľky Krok 9 vyberte lampu DRI-1000 ( F st = 90 000 lm). Odchýlka svetelného toku od vypočítaného (6): Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(90000 – 117613)/117613 = – 23,5 %. Nie je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %). Je potrebné zvýšiť počet svietidiel. Aby sme dosiahli optimálny výsledok, prepočítame nie nulovou odchýlkou, ale Δ F= 5 % (v strede prípustného rozsahu Δ F), t.j F vypočítané = 117613∙1,05 = 123494 (lm): N= (123494/90000)∙32 = 43,9. Môžete si vziať 4 rady po 11 lámp ( N = N A ∙N IN=11∙4 = 44) alebo 5 radov 9 lámp ( N = N A ∙N IN= 9∙5 = 45). Pre zabezpečenie rovnomernejšieho osvetlenia sa rozhodujeme pre druhú možnosť. Zároveň aj hodnoty L A , L IN , L 1 A A L 1 IN (L 1 = 0,5L): L A = A/N A= 110/9 = 12,22 (m); L 1 A= 0,5∙12,22 = 6,11 (m); L IN = IN/N IN= 60/5 = 12 (m); L 1 IN= 0,5∙12 = 6,0 (m). Priraďujeme pohodlnejšie vzdialenosti medzi lampami. Pozdĺž dlhej strany miestnosti: L A= 12,5 m; Potom L 1 A = (A – (N A – 1)L A)/2 = (110 – (9 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (m). Postoj L 1 A /L A=5,0/12,5 = 0,4 presne zodpovedá stredu prípustného rozsahu (0,3÷0,5). Pozdĺž krátkej strany miestnosti: L IN= 12,5 m; Potom L 1 IN = (IN – (N IN – 1)L IN)/2 = (60 – (5 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (m). Postoj L 1 IN /L IN= 5,0/12,5 = 0,4 je tiež v strede prijateľného rozsahu (0,3÷0,5).
Na obr. Obrázok 6 zobrazuje rozmiestnenie svietidiel.
Ryža. 6. Umiestnenie svietidiel GSP-18 so svietidlami DRI-1000 na pôdoryse dielne s rozmermi 11060 m (s pracovnou výškou závesu 11 m)
V tomto prípade vypočítaný svetelný tok jednej žiarovky (1) F výpočet = 100 (200∙6600∙1,5∙1,15)/(45∙1∙60,5) = 83636 (lm). Odchýlka svetelného toku vybranej žiarovky DRI-1000 od vypočítaného (6): Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(90000 – 83636)/83636 = 7,6 % (so 4 radmi po 11 lámp, hodnota Δ F bude bližšie k 5 %).
Výkon osvetlenia P = P l nN= 1000∙1∙45 = 45000 (W). Riešenie možno považovať za celkom uspokojivé. Zvážime však možnosť použitia lámp DRL.
Riešenie 2. Na osvetlenie dielne používame DRL lampy. Vzhľadom na uvoľňovanie veľkého množstva prachu pri spracovaní liatiny používame výbojky SD2DRL pre jednu výbojku ( n= 1) s ochranným uhlom 15º (tabuľka A.1), umiestnením do rohov obdĺžnika a pripevnením k stropu.
Množstvo parametrov zahrnutých vo vzorci (1) je známych z predchádzajúceho riešenia: E n = 200 luxov, S= 6600 m2, k z = 1,5, z = 1,15, i= 3,5, koeficienty odrazu ρ p = 30 %, ρ c = 10 % a ρ p = 10 %. Okrem toho už bol stanovený všeobecný minimálny (z dôvodu potreby zabezpečiť rovnomerné osvetlenie) počet svietidiel N = 32.
Od stola P.7 zistíme, že pre lampu SD2DRL pri i= 3,5 faktor využitia η = 63 %.
Nahradením hodnôt všetkých parametrov do vzorca (1) dostaneme: F vypočítané = 100 (200∙6600∙1,5∙1,15)/(32∙1∙63) = 112946 (lm). Podľa tabuľky P.9 máme najvýkonnejšiu lampu DRL-1000 ( F st = 58500 lm). Odchýlka Δ F = 100(F st – F calc)/ F calc = 100(58500 – 112946)/112946 = – 48,2 % nie je v prijateľnom rozsahu (od – 10 do + 20 %). Je potrebné zvýšiť počet svietidiel. Podobne ako v predchádzajúcom riešení, aby sme dosiahli optimálny výsledok, prepočítame podľa Δ F= 5 % (stred prípustného rozsahu Δ F), t.j F vypočítané = 112946∙1,05 = 118593 (lm). Potom N= (118593/58500)∙32 = 64,9 ≈ 65. V tomto prípade výkon osvetľovacej inštalácie P = P l nN= 1000∙1∙65 = 65000 (W), t.j. 1,44-krát viac ako v roztoku s DRI lampami ( P= 45 kW), čo je neprijateľné.
Riešenie. Pre malé výšky miestností používame lampy so žiarivkami, ktoré sú umiestnené v súvislých radoch pozdĺž dlhej strany. Vzhľadom na využitie osobných počítačov v technologickej kancelárii použijeme uzavreté svietidlá LPO-02 (so žiarivkami, konvenčný ochranný uhol 90º - v priečnom aj pozdĺžnom reze), ktoré môžu mať elektronické predradníky s funkciou zväčšovania. frekvencia napájacieho napätia. Najprv vezmeme návrh pre dve svietidlá s výkonom 65 W (LPO-02-2×65).
Stanovme parametre, ktoré sa dosadia do vzorca (1) na výpočet svetelného toku jednej žiarovky.
Akceptujeme priemerný štandard osvetlenia miestností s počítačmi z odporúčaného rozsahu (300÷500 luxov) E n = 400 luxov (so všeobecným jednotným systémom osvetlenia).
Oblasť miestnosti S = AB= 10∙5 = 50 (m2).
Bezpečnostný faktor pre miestnosti s počítačmi k z = 1,4; z= 1,1 – koeficient pre žiarivky; n= 2 – počet svietidiel v svietidle. Pracovná výška odpruženia H p = H– 1 = 3,5 – 1 = 2,5 (m) (svietidlá sú inštalované priamo na strope miestnosti).
Na určenie faktora využitia svetelnej inštalácie η vypočítame index tvaru miestnosti i = S/(H R ( A + B)) = 50/(2,5 (10 + 5)) = 1,33. Akceptujeme odporúčané koeficienty odrazu pre miestnosti s osobnými počítačmi: strop ρ p = 70 %, steny ρ c = 50 % a pracovná plocha (podlaha) ρ p = 30 %.
Podľa tabuľky Položka 6 určuje koeficient využitia interpoláciou. Pre lampu LPO-02 s i= 1,25 η = 41,5 %, s i= 1,5 n = 45 %; potom o i= 1,33 η = 41,5 +((45 – 41,5)/(1,5 – 1,25))(1,33 – 1,25) = 42,62 (%). Avšak údaje v tabuľke Položka 6 sa týka svietidiel s jedným svietidlom, pričom používame svietidlo s dvoma svietidlami. Preto výslednú hodnotu η vynásobíme príslušným (pozri poznámku 3 k tabuľke A.6) redukčným faktorom: η = 42,62∙0,91 = 38,78 (%).
Na určenie počtu svietidiel N Najprv vypočítajme počet svietidiel v jednom rade. Za týmto účelom rozdeľte dĺžku miestnosti A pre montážnu dĺžku svietidla LPO-02 so 65W žiarivkami l m = 1,6 m: N sv = A/l m = 10/1,6 = 6,25. Ak je výška miestnosti nízka, výsledok zaokrúhlime na 5 svietidiel. V tomto prípade bude medzera medzi koncami vonkajších svietidiel a stenami: (10 – (5∙1,6))/2 = 1 (m).
Na určenie minimálneho počtu riadkov N p predpokladáme, že vzdialenosť od vonkajších radov k stenám L 1 je maximálna a rovná sa polovici vzdialenosti medzi susednými radmi L: L 1 = 0,5L. Potom o L = L max podľa vzorca (4.4): N R min = B/L max = B/(1,5H p) = 5/(1,5∙2,5) = 1,33. Dostaneme N p = 2.
Celkový počet svietidiel N = N St ∙ N R = 5∙2 = 10.
Pri zaokrúhľovaní počtu riadkov na väčšie celé číslo sa hodnoty zmenia L A L 1 (v porovnaní s maximom). Definujme ich, stále za predpokladu, že L 1 = 0,5L: L = B/N p = 5/2 = 2,5 (m); L 1 = 0,5∙2,5 = 1,25 (m). Priraďujeme vhodnejšie veľkosti (vzhľadom na to, že počet medzier medzi riadkami je o jeden menší ako počet samotných riadkov): L= 3,0 m; Potom L 1 = (B – (N p – 1) L)/2 = (5 – (2 – 1)∙3,0)/2 = 1,0 (m). Uistite sa, že postoj L 1 /L=1,0/3,0 = 0,333 spadá do prijateľného rozsahu (0,3÷0,5).
Nahradením číselných hodnôt všetkých parametrov do vzorca (1) dostaneme: F vypočítané = 100 (400∙50∙1,4∙1,1)/(10∙2∙38,78) = 3971 (lm).
Pri výbere svietidla z tabuľky A.8 berieme do úvahy, že v miestnostiach s počítačovým vybavením by sa mali používať iba svietidlá LB. Vhodné štandardné svietidlo LB65 so svetelným tokom F st = 4600 lm. Odchýlka jeho svetelného toku od vypočítaného v prijateľných medziach (od – 10 % do + 20 %): Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(4600 – 3971)/3971 = 15,8 %.
V tomto prípade výkon osvetľovacej inštalácie: P = P l nN= 65∙2∙10 = 1300 (W). Dá sa znížiť použitím dovážaných lámp TLD 58W (Philips) a F58W (General Electric) s rovnakým svetelným tokom, ale o niečo nižším výkonom (58 W): P = P l nN= 58∙2∙10 = 1160 (W).
Pre inú domácu lampu LB40 je svetelný tok (3120 lm) príliš nízky: Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(3120 – 3971)/3971 = – 21,4 %. Inštalačná dĺžka svietidiel so 40 W výbojkami je však kratšia (1,3 m). Preto môžete umiestniť viac svietidiel v rade: N sv = A/l m = 10/1,3 = 7,69. Akceptujeme N sv = 6. Potom N = N St ∙ Nр = 6∙2 = 12 a F vypočítané = 100 (400∙50∙1,4∙1,1)/(12∙2∙38,78) = 3309 (lm). V tomto prípade existuje nekritický deficit svetelného toku: Δ F = 100(F st – F calc)/ F výpočet = 100(3120 – 3309)/3309 = – 5,7 %.
P = P l nN= 40∙2∙12 = 960 (W). To je o 26 % menej ako pri použití svietidiel so žiarivkami LB65 a o 17 % menej ako pri použití svietidiel s dovezenými 58 W žiarivkami. Dôležitou výhodou druhej možnosti je, že lampy LPO-02 so 40 W lampami (na rozdiel od modifikácií s výkonom lampy 65 a 58 W) sú sériovo vyrábané (pozri tabuľku A.1).
Vypočítajme osvetlenie pre poslednú možnosť vyjadrením vzorca (1): E = (F sv Nnη)/(100 Sk h z) = (3120∙12∙2∙38,78)/(100∙50∙1,4∙1,1) = 377 (lux), čo je v prijateľných medziach (300÷500 luxov).
Rozmiestnenie svietidiel s výbojkami LB40 je znázornené na obr. 7.
Ryža. 7. Rozmiestnenie svietidiel s výbojkami LB40 v technologickej kancelárskej miestnosti s rozmermi 1053,5 m
1. Bezpečnosť života: učebnica pre vysoké školy / S. V. Belov, A. V. Ilnitskaya, A. F. Kozyakov [atď.] / Ed. vyd. S. V. Belová. 6. vydanie, rev. a dodatočné – M.: Vyššie. škola, 2006. – 616 s.
2. Makarov, G.V. Bezpečnosť práce v chemickom priemysle / G. V. Makarov [atď.]. – M.: Chémia, 1989. – 496 s.
3. Bezpečnosť práce v strojárstve: učebnica pre strojnícke univerzity / E. Ya. Yudin, S. V. Belov, S. K. Balantsev [atď.] / Ed. vyd. E. Ya Yudina, S. V. Belova. – 2. vyd., prepracované. a dodatočné – M.: Mashinostroenie, 1983. – 432 s.
4. Salov, A.I. Bezpečnosť práce v podnikoch automobilovej dopravy / A. I. Salov. – M.: Doprava, 1985. - 351 s.
5. Referenčná kniha pre návrh elektrického osvetlenia / Ed. G. N. Knorring. – L.: Energia, 1976. – 384 s.
6. Referenčná kniha o ochrane práce v strojárstve / G. V. Bektobekov, N. N. Borisova, V. I. Korotkov [atď.] / Under the general. vyd. O. N. Rusaka. – L.: Strojárstvo. Leningr. odbor, 1989. – 541 s.
7. Referenčná kniha o svetelnom inžinierstve / Ed. Yu. B. Eisenberg. – M.: Energoatomizdat, 1995. – 528 s.
8. SNiP 23-05-95. Prirodzené a umelé osvetlenie. – M.: Vydavateľstvo Ministerstva výstavby Ruska, 1995. – 35 s.
9. SanPiN 2.2.2/2.4.1340-03. Hygienické hygienické požiadavky na osobné elektronické počítače a organizácia práce. – M.: Vydavateľstvo Ministerstva zdravotníctva Ruskej federácie, 2003. – 22 s.
10. MU 2.2.4.706-98. Hodnotenie osvetlenia pracovísk. – M.: Vydavateľstvo Ministerstva práce a sociálneho rozvoja Ruskej federácie a Ministerstva zdravotníctva Ruskej federácie, 1998. – 29 s.
APLIKÁCIA
Všeobecné princípy výpočtu. Výpočet umelého osvetlenia sa vykonáva v určitom poradí. Najprv si vyberte typ svetelného zdroja, osvetľovaciu sústavu a podľa tabuľky 20.1 určte normu osvetlenia. Potom sa po uprednostnení konkrétneho typu svietidiel a spôsobu osvetlenia umiestnia do miestnosti a vypočíta sa osvetlenie v bodoch záujmu. Potom sa určí umiestnenie a počet svietidiel a určí sa jednotkový výkon svietidiel.
Pri výbere svetelných zdrojov sa riadime nasledujúcimi úvahami. V miestnostiach s vysokými požiadavkami na kvalitu podania farieb, teplotou vzduchu nad 10 °C a absenciou nebezpečenstva úrazu stroboskopickým efektom sa uprednostňujú úsporné plynové výbojky. Fluorescenčné osvetlenie by sa malo používať v interiéri, keď je málo alebo žiadne prirodzené svetlo a keď sa vykonáva presná práca.
Pri určovaní osvetľovacej sústavy berú do úvahy väčšiu účinnosť združenej osvetľovacej sústavy a naopak väčšiu hygienickú dokonalosť celkovej osvetľovacej sústavy, keďže tá umožňuje rovnomernejšie rozloženie svetelného toku a jasu v teréne. z pohľadu. Vylepšovanie dizajnov svietidlá by malo nevyhnutne viesť k premiestneniu kombinovaného osvetlenia, preto je potrebné, ak je to možné, vylúčiť použitie miestnych svietidiel. Pri vykonávaní prác I...V kategórií je však vhodné použiť kombinované osvetlenie na vytvorenie požadovaného smeru svetelného toku a elimináciu oslnenia.
Pri výbere všeobecného osvetľovacieho systému sa berie do úvahy, že lokalizované osvetlenie umožňuje dosiahnuť vysokú úroveň osvetlenia v jednotlivých pracovných priestoroch bez zvyšovania ekonomických nákladov. Použitie lokalizovaného osvetlenia je preferované aj v prípade nerovnomerného rozmiestnenia zariadení po ploche miestnosti.
Typ svietidla je určený technologickými podmienkami s prihliadnutím na požiadavky na rozloženie jasu v zornom poli pracovníkov. Výber dizajnu svietidiel závisí od stavu vzdušného prostredia v danej miestnosti (prítomnosť prachu, vlhkosti, ohňa alebo výbušných látok).
Umiestnenie svietidiel v miestnosti so všeobecným systémom osvetlenia závisí od výšky ich zavesenia nad osvetlenou rovinou. Pri dodržaní optimálneho pomeru vzdialenosti medzi svietidlami l k výške ich zavesenia h sa dosiahne požadovaná rovnomernosť osvetlenia pracovných plôch. Hodnoty l/h pre niektoré typy lámp sú nasledovné: 1,4 - pre „Deep Emitter“, „Lucetta“, OD, ODO, PVL-6; 1,5 — pre "Universal", PU, PVL-1; 2-pre VZG, Fm.
Je tiež potrebné zvoliť vzdialenosť l1 medzi svietidlami a stenou. Ak sú pracovné plochy vodorovné a nachádzajú sa priamo pri stenách, potom sa odporúča brať l1 = (0,25...0,3)l. Ak sú pozdĺž stien priechody, potom l1 = (0,4...0,5)h.
Svietidlá so žiarivkami v miestnosti sú zvyčajne usporiadané v radoch. Vzdialenosť medzi radmi sa rovná (1,2...1,5)/h v závislosti od typu svietidiel.
Výpočet pomocou metódy špecifického výkonu. Táto metóda sa používa na približné alebo skúšobné výpočty osvetlenia v miestnostiach s rovnomerným usporiadaním svietidiel. Hodnoty špecifického výkonu Ru závisia od mnohých premenných, ale pre prípady optimálneho umiestnenia svietidiel známeho typu, daného osvetlenia a výšky zavesenia, sú známe. Možno ich nájsť v referenčnej literatúre.
V tomto prípade sa výkon jednej žiarovky, W, vypočíta pomocou vzorca
Pl = RuSp/pl,
kde PU je špecifický výkon svietidiel potrebný na osvetlenie priestorov, W/m2; Sp—podlahová plocha, m2; pl - počet svietidiel.
Získaný výsledok sa zaokrúhli. na najbližší vyšší štandardný výkon lampy.
Adresáre zvyčajne uvádzajú konkrétne kapacity s prihliadnutím na účel výrobných priestorov. Napríklad pre kreslenie Ru = 24...28 W/m2, pre dojárne - 15,5, pre teľatá - 8, pre sklady - 2,5 W/m2 atď.
Výpočet pomocou metódy svetelného toku. Táto metóda vám umožňuje určiť svetelný tok svietidiel pri danom osvetlení pracovnej plochy, všeobecné osvetlenie s rovnomerným usporiadaním svietidiel, berúc do úvahy svetlo odrazené stenami a stropom. Metóda svetelného toku je nevhodná v nasledujúcich prípadoch: pri výpočte smerového sústredeného svetelného toku; pre miestne, lokálne a vonkajšie osvetlenie; keď pracovné plochy nie sú vodorovné.
Na základe zistenej hodnoty Fl a tabuľky 20.3 sa vyberie štandardná lampa, ktorá zaokrúhli výslednú vypočítanú hodnotu svetelného toku nahor. Potom sa určí elektrický výkon osvetľovacej inštalácie a skutočné osvetlenie, luxy:
Jednotka = Fl.tncηc/(Sпkz),
kde Fl.t je svetelný tok vybranej žiarovky, lm.
20.3. Elektrické a svetelné charakteristiky lampy
|
Žiarovky |
Žiarivky |
|||||
|
Výkon W l, W |
Svetelný tok F l, lm, pri sieťovom napätí U s, W |
Typ lampy |
Moc W l, W |
Napätie lampy U l, V |
Svetelný tok F l, lm |
|
|
LDC30-4 |
1450 |
|||||
|
LD30-4 |
1640 |
|||||
|
LHB30-4 |
1720 |
|||||
|
LB30-4 |
2100 |
|||||
|
1070 |
30-4 LTB |
1720 |
||||
|
1480 |
1320 |
LDC40-4 |
2100 |
|||
|
2300 |
2000 |
LD40-4 |
2340 |
|||
|
3200 |
2950 |
LHB40-4 |
2600 |
|||
|
4950 |
4500 |
LB40-4 |
2580 |
|||
|
9100 |
8200 |
LTB40-4 |
3000 |
|||
|
14250 |
13100 |
LDC65-4 |
Autor: |
3050 |
||
|
1000 |
19500 |
18500 |
LD65-4 |
3570 |
||
|
1500 |
29600 |
28000 |
LHB65-4 |
3820 |
||
|
LB65-4 |
4550 |
|||||
|
LTB65-4 |
3980 |
|||||
|
LDC80-4 |
3560 |
|||||
|
LD80-4 |
4070 |
|||||
|
LHB80-4 |
4440 |
|||||
|
LB80-4 |
5220 |
|||||
|
LTB80-4 |
4440 |
|||||
Výpočet bodovou metódou. Táto metóda určuje svetelný tok lámp potrebný na vytvorenie daného osvetlenia na akomkoľvek mieste osvetlenej plochy a lámp v prípadoch, keď je odrazené svetlo nevýznamné. Bodová metóda je použiteľná na výpočet vnútorného aj vonkajšieho osvetlenia.
Metóda je založená na dobre známom svetelnom vzťahu, ktorý určuje závislosť osvetlenia plochy E vytvoreného bodovým zdrojom svetla od intenzity svetla I, vzdialenosti od plochy r a uhla dopadu svetla na túto plochu α:
E = I cos α/r2.
Za vypočítaný bod sa berie bod s najnižším osvetlením (bod A na obr. 20.4). Keďže svetelný tok lámp stále nie je známy, počítajú nie skutočné, ale podmienené osvetlenie It, t.j. také, ktoré by sa vytvorilo vo vypočítanom bode, ak by svietidlá zvoleného typu obsahovali svietidlá s podmieneným svetelným tokom 1000 lm. Pre prípad zodpovedajúci obrázku 20.4,
kde Ii je svietivosť zvoleného svietidla v smere projektovaného bodu, cd, určená z kriviek svietivosti - grafov priestorovej izoluxy konkrétneho svietidla; αi je uhol medzi osou svietidla a čiarou spájajúcou stred svetla svietidla s daným bodom; h = rcos α - konštrukčná výška zavesenia, m.
Ryža. 20.4. Na výpočet osvetlenia vytvoreného v bode niekoľkými svietidlami
Ak chcete zistiť skutočné osvetlenie, podmienené osvetlenie by sa malo vynásobiť koeficientom, ktorý zohľadňuje rozdiel medzi skutočnou hodnotou svetelného toku prijatej žiarovky a podmienenou a rovná sa 10-3 Fl. Okrem toho by sa do vzorca na určenie Jednotky mal zadať koeficient μ = 1,05... 1,1, berúc do úvahy vplyv vzdialených svietidiel a odrazeného svetla. Je potrebné mať na pamäti aj skutočnosť, že svetelná inštalácia počas prevádzky prestáva spĺňať požiadavky na ňu z dôvodu „starnutia“ svietidla (svetelný tok na konci životnosti klesá o 15...20 %), zníženie odrazových vlastností povrchov lámp v dôsledku korózie a hromadenia prachu lámp. Zníženie skutočného osvetlenia v dôsledku týchto faktorov je zohľadnené bezpečnostným faktorom k, ktorého hodnoty sú v rozsahu 1,3...2.
Ryža. 20.5. Na výpočet osvetlenia naklonenej roviny
Ak je potrebné vypočítať osvetlenie naklonenej roviny, potom sa cez výpočtový bod ležiaci na tejto rovine nakreslí pomocná vodorovná rovina (obr. 20.5). Vzťah medzi vodorovným osvetlením v návrhovom bode Em a osvetlením naklonenej roviny?n vyjadruje vzťah
En = ψEg, kde ψ = cos θ ±р sin θ/h. Hodnoty θ, p, h sú znázornené na obrázku 20.5.
