Приклади розрахунку висвітлення виробничих приміщень. Розрахунок штучного освітлення
Концепція мікроклімату. Характеристика мікроклімату.
Мікроклімат- кліматичні умови, що штучно створюються в закритих приміщеннях (напр., в житлі) для захисту від несприятливих зовнішніх впливів і створення зони комфорту. Зона комфорту - оптимальне для організму людини поєднання температури, вологості, швидкості руху повітря та впливу променистого тепла (напр., у стані спокою або при виконанні легкої фізичної роботи: температура взимку 18-22 ° С, влітку 23-25 ° С; швидкість руху повітря взимку 0,15, влітку 0,2-0,4 м / с; відносна вологість 40-60%). Тісно стикаючись з повітряним середовищем, організм людини піддається впливу її фізичних та хімічних факторів: складу повітря, температури, вологості, швидкості руху повітря, барометричного тиску та ін. Мікроклімат, безпосередньо впливаючи однією з найважливіших фізіологічних процесів - терморегуляцію, має значення для підтримки комфортного стану організму.
Терморегуляція - це сукупність процесів, що забезпечують рівновагу між теплопродукцією та тепловіддачею, завдяки якому температура тіла людини залишається постійною. Підтримка мікроклімату здійснюється різними способами:
Вентиляція - організований та регульований повітрообмін, що забезпечує видалення з приміщення відпрацьованого повітря та подачу на його місце свіжого. Природна неорганізована вентиляція здійснюється за рахунок різниці тиску зовні та всередині приміщення. Для житлових приміщень зміна повітря (інфільтрація) може досягати 0,5-0,75 об'ємів на годину, для промислових 1,0-1,5 об'ємів за годину. При обтіканні вітром виходу витяжної шахти, що іноді має насадку-дефлектор, створюється розрядження, що залежить від швидкості вітру і виникає потік повітря у вентиляційній системі. Аерація - організована природна вентиляціяприміщень через фрамуги, кватирки, вікна.
Механічна вентиляція - це така вентиляція, при якій повітря подається (припливна) або видаляється (витяжна) за допомогою спеціальних пристроїв -компресорів, насосів та ін. Розрізняють загальнообмінну вентиляцію (для всього приміщення) і місцеву (для певних робочих місць). При механічній вентиляції повітря може попередньо проходити через систему фільтрів, очищатися, а в повітрі, що видаляється, можуть вловлюватися шкідливі домішки. Недоліком механічної вентиляції є шум, що створюється нею. Кондиціювання - штучне автоматичне оброблення повітря з метою підтримки оптим. мікрокліматич. умов незалежно від характеру технологич. процесу та умов зовнішнього середовища. У ряді випадків при кондиціювання повітря проходить доповнить. спеціальну обробку - знепилення, зволоження, озонування та ін. Значно зменшує вплив тепла на організм застосування екранування. Екрани можуть бути тепловідбивні, теплопоглинаючі, теплопровідні.
Інфрачервоне випромінювання.
Інфрачервоне випромінювання, властиве будь-якому нагрітому тілу, є складовою сонячного випромінювання. Характер його на організм людини значною мірою визначається довжиною хвилі.
Короткохвильове інфрачервоне випромінювання здатне проникати у тканини тіла на 2-3 см, тоді як довгохвильове практично повністю поглинається епідермісом шкіри. Глибоко проникає інфрачервоне випромінювання із довжиною хвилі 0,76-0,85 мкм. У міру збільшення довжини хвилі проникаюча здатність інфрачервоного випромінювання знижується і, починаючи з довжини хвилі 2,4 мкм, воно повністю затримується шкірою.
Механізм теплового впливу інфрачервоного випромінювання на організм людини полягає в тому, що енергія інфрачервоного випромінювання, що глибоко проникає в тканини, перетворюється здебільшого на теплову енергію. При цьому у тканинах відбуваються фотохімічні реакції, накопичуються специфічні високоактивні речовини, зокрема гістаміни, що потрапляють у кров. У крові збільшується вміст загального та залишкового азоту, поліпептидів та амінокислот. Припускають, що інфрачервоне випромінювання, проникаючи у клітину, може проводити резонуючі клітинні субстанції, викликаючи розпад білкової молекули. Продукти розпаду, що надійшли в кров'яне русло, тривалий час діють на різні органи та системи безпосередньо або через нервову систему.
Таким чином, рівень фізіологічних змін в організмі під впливом інфрачервоного випромінювання залежить від його інтенсивності, спектрального складу, площі та ділянки опромінення, тривалості дії, ступеня фізичної напруги, а також факторів виробничого мікроклімату – температури, вологості та швидкості руху навколишнього повітря.
Під впливом інфрачервоного випромінювання поряд з підвищенням температури поверхні тіла, що опромінюється, за певних умов (тривалого опромінення значної площі) може спостерігатися підвищення температури шкіри та віддалених ділянок. Підвищення температури шкіри до 40-45°С є межею переношуваності інфрачервоного випромінювання.
Загальна температура тіла під впливом інфрачервоного випромінювання змінюється несуттєво. Вона може підвищитися на 1,5-2°С, якщо інфрачервоне випромінювання зазнає значної площі поверхні тіла або людина виконує важку фізичну роботу.
Інфрачервоне випромінювання діє, як правило, у поєднанні з високою температурою навколишнього повітря. При цьому тепловіддача конвекцією та випромінюванням практично виключена, і залишається єдиний шлях тепловіддачі – випаровуванням вологи з поверхні тіла та дихальних шляхів.
Якщо у виробничих умовах із високою температурою та вологістю навколишнього середовища тепловіддача утруднена, організм людини може перегрітися. Таке явище називають гіпертермією. При гіпертермії суттєво підвищується температура тіла, спостерігаються інтенсивне потовиділення, головний біль, почуття слабкості, спрага, порушення сприйняття кольору предметів При швидкому наростанні симптомів в особливо тяжких випадках температура тіла досягає 4142°С, шкіра стає блідою, синюшною, зіниці розширюються, дихання стає частим, поверхневим (50-60 разів на хвилину), прискорюється частота пульсу (120-160 ударів на хвилину), іноді виникають судоми, знижується артеріальний тиск, можлива втрата свідомості. Якщо постраждалому вчасно не подати медичну допомогувін може померти.
Тяжкі форми гіпертермії (тепловий удар) розвиваються за особливо несприятливими умовами роботи при поєднанні метеорологічних умов, що негативно впливають на організм, з важкою фізичною працею та за інших шкідливих факторів виробничого середовища.
Сонячний удар є наслідком впливу інфрачервоного випромінювання як складової видимого світла на центральну нервову систему. Сонячний удар викликається безпосереднім впливом сонячного випромінювання (найчастіше страждають будівельники, працівники кар'єрів, сільськогосподарські працівники). Одужання після сонячного удару залежить від рівня теплового ураження оболонок мозку та інших структур центральної нервової системи. Симптоми сонячного удару – головний біль, запаморочення, прискорення частоти пульсу та дихання, втрата свідомості, порушення координації рухів. Температура тіла у потерпілого, як правило, не підвищується.
Проникаючи в тканини на значну глибину (2-3 см), інфрачервоне випромінювання може викликати захворювання на менінгіт та енцефаліт. Зауважимо, що в умовах виробництва така патологія не розвивається навіть за високої інтенсивності інфрачервоного випромінювання.
Внаслідок перегрівання організму і втрати їм великої кількості рідини з можливим порушення водно-електролітного обміну, що проявляється судомною хворобою. Основним симптомом цієї патології є біль у м'язах кінцівок, що призводить до тонічних судом. У цьому температура тіла підвищується незначно. Порушення водно-електролітного обміну під впливом високої температури навколишнього середовища може викликати також захворювання нирок, травного тракту, печінки.
Встановлено, що у працівників, які тривалий час працюють у гарячих цехах, спостерігається дисфункція центральної нервової системи (симптоми – головний біль, порушення сну, дратівливість, загальна слабкість), зокрема її підкіркових утворень – гіпоталамуса, смугастого тіла, довгастого мозку (зниження резистентності капілярів, патологічна асиметрія температури шкіри тощо). Виявлено також зміни у вегетативної нервовій системі, зокрема тремтіння повік та пальців витягнутих рук. Майже у третини працівників гарячих цехів спостерігаються значні дистрофічні зміни серцевого м'яза, пригнічення панкреатичних острівців.
Враховуючи наведене до професійних захворювань, почали зараховувати хронічне перегрівання, що часто спостерігається у працівників металургійного виробництва та глибоких (1000 м і більше) шахт і призводить до вегетосудинної дисфункції з порушеннями терморегуляції, зниженням термостійкості еритроцитів, порушенням електролітного обміну. Рівень захворюваності із тимчасовою втратою працездатності серед працівників гарячих цехів на 20-25% вищий, ніж у працівників холодних цехів, а індекс здоров'я на 48-50% нижчий.
ШТУЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ
При недостатньомуприродне освітлення або 3 темний час доби застосовується штучне освітлення. Воно створюється штучними джерелами світла і ділиться робоче, аварійне, евакуаційне (аварійне освітлення для евакуації), охоронне. При необхідності частина світильників того чи іншого виду освітлення може використовуватись для чергового освітлення. Робоче освітленняділиться на загальне та комбіноване. При загальному освітленні світильники розміщуються у верхній зоні приміщення рівномірно (загальне робоче рівномірне освітлення) або з урахуванням розташування обладнання та робочих місць (загальне робоче локалізоване освітлення). Комбіноване освітлення – це поєднання загального освітлення з місцевим. Місцеве освітлення дозволяє отримати концентруючий світловий потік безпосередньо на робочій поверхні. При цьому освітленість світильниками загального освітлення, що створюється на ній, повинна становити не менше 10 % нормованої для комбінованого освітлення. Аварійне освітлення призначене для забезпечення роботи при аварійному відключенні робітника, якщо пов'язане з ним порушення нормального обслуговування обладнання та механізмів може спричинити вибух, пожежу або отруєння людей; тривале порушення технологічного процесу; порушення роботи диспетчерських пунктів, насосних установок водопостачання, каналізації, теплофікації, вентиляції, кондиціювання повітря. Найменша освітленість при аварійному режимі відповідно до галузевих норм повинна становити не менше 5 % освітленості, що нормується для робочого загального освітлення, при цьому не менше 2 лк усередині будівель та 1 лк на території підприємств. Евакуаційне освітлення призначене для евакуації людей із приміщення при аварійному вимкненні робочого освітлення. Воно має передбачатись у місцях, небезпечних для проходу людей; у проходах та на сходах, що служать для евакуації людей; при числі евакуйованих понад 50 осіб; по основним проходам виробничих приміщень, у яких працюють понад 50 осіб; у виробничих приміщеннях із постійно працюючими в них людьми, де вихід людей при аварійному відключенні робочого освітлення пов'язаний із небезпекою нанесення травм працюючим обладнанням. Евакуаційне освітлення повинно забезпечувати на підлозі проходів та сходах сходів освітленість не менше 0,5 лк у приміщеннях та не менше 0,2 Для аварійного та евакуаційного освітлення не допускається застосування ксенонових ламп, ДРЛ, металогазових, натрієвих ламп високого тиску, а повинні застосовуватися лампи розжарювання Світильники аварійного та евакуаційного освітлення повинні приєднуватися до мережі, яка не залежить від мережі робочого освітлення. Світильники аварійного освітлення повинні відрізнятися від застосовуваних для робочого освітлення типом, розміром та мати спеціальні У неробочий час, що збігається з темним часом доби, в багатьох випадках необхідно забезпечити мінімальне, штучне освітлення для несення чергувань охорони. низького та високого тиску (люмінесцентні, дугові ртутні лампи, металогалогенні, натрієві, ксенонові). Лампи розжарювання хоч і прості у виготовленні, зручні в експлуатації, не вимагають додаткових пристроїв для включення до мережі, мають низку істотних недоліків. До них відносяться мінімальна світлова віддача (7-20 лм/Вт), низький ККД (10-13%), мінімальний термін служби (800-1000 год). Крім того, спектр випромінювання відрізняється від денного світлапереважанням жовтих та червоних променів, що веде до недостатнього сприйняття людиною квітів навколишніх предметів. Застосування ламп розжарювання допускається лише у разі неможливості чи техніко-економічної недоцільності використання газорозрядних джерел світла. Найбільш сприятливими з гігієнічної точки зору і економічнішими є люмінесцентні лампи. Люмінесцентні лампи денного світла (ЛД) і денного світла з покращеною передачею кольору (ЛДЦ) мають блакитний колір світіння, що по спектру найбільш наближається до денного світла. Лампи білого світла (ЛБ) мають трохи жовтуватий відтінок, тепло-білого кольору (ЛТБ)-рожевий, а лампи холодно-білого кольору (ЛХБ) займають проміжне положення між лампами ЛБ і ЛД. Лампи ЛХБ рекомендується застосовувати у виробничих приміщеннях з підвищеними температурами повітря, наприклад у пекарних залах хлібозаводів, варильних цехах пивоварних заводів. Якщо за умовами технологічного процесу у цехах підтримуються низькі температури, наприклад, табірний цех пивоварного заводу, в них рекомендується використовувати лампи ЛТБ. Люмінесцентні лампи в 2,5-3 рази економічніші за лампи розжарювання, мають збільшений до 5000-10000год термін служби і до 78 лм/Вт світловіддачу. Низька температура поверхні, що на 5°С перевищує температуру повітря в приміщенні, забезпечує підвищену пожежну безпеку. Для цих ламп характерні нижчі яскравість та сліпуча дія. До недоліків обросляться пульсації світлового потоку ; стробоскопічний афект, внаслідок чого одночасно видно зображення декількох предметів, спотворюється уявлення про напрям н швидкості руху, частини машин, що обертаються, можуть здаватися нерухомими; дорога та відносно складна схема включення; значна відбита блискітність, що знижує видимість через надмірне збільшення яскравості робочої поверхні і вуалізує дії, що знижує контраст між об'єктом і фоном; чутливість до коливань навколишньої температури (оптимальна температура 20-25 ° С), зміна якої супроводжується зменшенням світлового потоку. Дугові ртутні лампи (ДРЛ) мають більшу потужність (250-1000 Вт). Вони призначені для освітлення виробничих приміщень заввишки 6 м та більше, а також відкритих просторів. Сучасні ДРЛ мають гарні експлуатаційні властивості, високу світлову віддачу (до 55 лм/Вт), великий термін служби. Їх недоліком є великий період (5-7 хв) розгоряння після включення та відсутність у спектрі світлового потоку жовто-червоних складових. Частково це виправляється застосуванням люмінофорів на зовнішній колбі лампи. Дуже перспективними є металогалогенні дугові ртутні лампи високого тиску типу ДРІ. У цих лампах поруч із потоком від ртутного розряду використовуються випромінювання від розряду серед галогенних сполук лужних і рідкісноземельних металів (особливо їх йодистих сполук). За своєю конструкцією лампи ДРІ відрізняються від ДРЛ відсутністю люмінофорного шару на зовнішній колбі. Вони характеризуються високою світловою віддачею (до 100 лм/Вт) та кращим спектральним складом світла (кольоровість випромінювання приблизно відповідає кольоровості люмінесцентних ламп ЛХБ). Термін служби ламп ДРІ до 5000 год. При виборі джерела світла завжди треба пам'ятати, що різні типи газорозрядних ламп характеризуються різними коефіцієнтами пульсації. Наприклад, для люмінесцентних ламп ЛД цей коефіцієнт у середньому становить 50%, а ДРЛ -65%. Для порівняння коефіцієнт пульсації ламп розжарювання 7%. Для люмінесцентних ламп застосовуються переважно багатолампові світильники, що дає можливість використовувати спеціальні схеми включення для зменшення пульсації світлового потоку та виключають стробоскопічний ефект. Вище люмінесцентні та інші ртутні лампи не повинні безконтрольно викидатися, вони підлягають утилізації. У кожній такій лампі є та чи інша кількість металевої ртуті, яка при механічному руйнуванні лампи забруднює навколишнє середовище (повітря, грунт), що надзвичайно небезпечно для здоров'я людей. Тому до утилізації несправні лампи зберігають на складах. Перед вивозом ламп на звалище ртуть із них має бути вилучена або нейтралізована. Джерела штучного світла повинні обов'язково розташовуватися в освітлювальній арматурі. Їхня сукупність називають світильником. Світильники забезпечують необхідний напрямок світлового потоку на робочі поверхні, захист очей від сліпучої дії ламп, їх захист від забруднень, механічних пошкоджень та несприятливого впливу зовнішнього середовища. Світильники в залежності від розподілу світлового потоку в просторі поділяються на світильники прямого, розсіяного та відбитого світла. Перші направляють вниз щонайменше 90 % всього світлового потоку, другі - 40-60% з обох боків, а треті - щонайменше 90 % вгору. Велике значення для обмеження засліпленості, створюваної світильниками, має захисний кут, створюваний відбивачем (рис. 50), а у світильниках з люмінесцентними лампами-планками решітки, що екранують. Захисний кут повинен перевищувати 30°. Залежно від конструктивного виконання розрізняють світильники відкриті, захищені, закриті, пиленепроникні, вологозахисні, вибухозахисні, вибухобезпечні.
РОЗРАХУНОК ШТУЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ
Правильно спроектоване та раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає позитивний вплив на працюючих, сприяє підвищенню ефективності та безпеки праці, знижує втому та травматизм, зберігає високу працездатність.
Основним завданням світлотехнічних розрахунків для штучного освітлення є визначення необхідної потужності електричної освітлювальної установки створення заданої освітленості.
У розрахунковому завданні мають бути вирішені такі питання:
вибір системи освітлення;
Вибір джерел світла;
Вибір світильників та їх розміщення;
Вибір нормованої освітленості;
Розрахунок освітлення шляхом світлового потоку.
I. ВИБІР СИСТЕМИ ОСВІТЛЕННЯ
Для виробничих приміщень всіх призначень застосовуються системи загального (рівномірного чи локалізованого) та комбінованого (загального та місцевого) освітлення. Вибір між рівномірним та локалізованим освітленням проводиться з урахуванням особливостей виробничого процесу та розміщення технологічного обладнання. Система комбінованого освітлення застосовується для виробничих приміщень, у яких виконуються точні візуальні роботи. Застосування місцевого освітлення на робочих місцях не допускається.
У цьому розрахунковому завданні всім приміщень розраховується загальне рівномірне освітлення.
2. ВИБІР ДЖЕРЕЛ СВІТЛА
Джерела світла, що застосовуються для штучного освітлення, поділяють на дві групи – газорозрядні лампи та лампи розжарювання.
Для загального освітлення, як правило, застосовуються газорозрядні лампи як енергетично економічніші і мають великий термін служби. Найбільш поширеними є люмінесцентні лампи. По спектральному складу видимого світла розрізняють лампи денного світла (ЛД), денного світла з покращеною передачею кольору (ЛДЦ), холодного білого (ЛХБ), теплого білого (ЛТБ) і білого кольору (ЛБ) . Найбільше широко застосовуються лампи типу ЛБ. При підвищених вимогах до передачі кольорів освітленням застосовуються лампи типу ЛХБ, ЛД, ЛДЦ. Лампа типу ЛТБ застосовується для правильної передачі кольору людського обличчя.
Основні характеристики люмінестцентних ламп наведено у таблиці 1.
Крім люмінесцентних газорозрядних ламп (низького тиску) виробничому освітленнізастосовують газорозрядні лампи високого тиску, наприклад, лампи ДРЛ (дугові ртутні люмінесцентні) та ін, які необхідно використовувати для освітлення більш високих приміщень (6-10м).
Таблиця 1
ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМІНЕСЦЕНТНИХ ЛАМП
Використання ламп розжарювання допускається у разі неможливості чи техніко-економічної недоцільності застосування газорозрядних ламп.
3. ВИБІР СВІТИЛЬНИКІВ ТА ЇХ РОЗМІЩЕННЯ
При виборі типу світильників слід зважати на світлотехнічні вимоги, економічні показники, умови середовища.
Найбільш поширеними типами світильників для люмінесцентних ламп є:
Відкриті дволампові світильники типу ОД, ОДОР, ШОД, ТДВ, ОДД– для нормальних приміщень з гарним відображенням стелі та стін, допускаються при помірній вологості та запиленості.
Світильник ПВЛ– є пиловологозахищеним, придатний для деяких пожежонебезпечних приміщень: потужність ламп 2х40Вт.
Стельові плафони для загального освітлення закритих сухих приміщень:
Л71Б03 – потужність ламп 10х30Вт;
Л71Б84 – потужність ламп 8х40Вт.
Основні характеристики світильників із люмінесцентними лампами наведені в таблиці 2.
Розміщення світильників у приміщенні визначається такими розмірами, м:
Н – висота приміщення;
h c – відстань світильників від перекриття (звис);
h n = H - h c – висота світильника над підлогою, висота підвісу;
h p – висота робочої поверхні над підлогою;
h = h n - h p - Розрахункова висота, висота світильника над робочою поверхнею.
Для створення сприятливих зорових умов на робочому місці, для боротьби зі сліпучою дією джерел світла введені вимоги обмеження найменшої висоти світильників над підлогою (табл.3);
L – відстань між сусідніми світильниками або рядами (якщо по довжині (А) та ширині (В) приміщення відстані різні, то вони позначаються L A та L B),
l – відстань від крайніх світильників чи рядів до стіни.
Таблиця 2
Основні характеристики деяких світильників
з люмінесцентними лампами
Оптимальна відстань від крайнього ряду світильників до стіни рекомендується приймати рівним L/3.
Найкращими варіантамирівномірного розміщення світильників є шахове розміщення та по сторонах квадрата (відстань між світильниками в ряду та між рядами світильників рівні).
При рівномірному розміщенні люмінесцентних світильників останні розташовуються зазвичай рядами – паралельно до рядів обладнання. При високих рівнях нормованої освітленості люмінісцентні світильники зазвичай розташовуються безперервними рядами, навіщо світильники зчленовуються друг з одним торцями.
Інтегральним критерієм оптимальності розташування світильників є величина l = L/h, зменшення якої дорожчає пристрій та обслуговування освітлення, а надмірне збільшення веде до різкої нерівномірності освітленості. У таблиці 4 наведено значення l для різних світильників.
Таблиця 3
Найменша допустима висота підвісу світильників
з люмінесцентними лампами
Таблиця 4
Найвигідніше розташування світильників
Відстань між світильниками L визначається як:
Необхідно зобразити у масштабі відповідно до вихідних даних план приміщення, вказати на ньому розташування світильників (див. рис. 1) та визначити їхнє число.
4. ВИБІР НОРМОВАНОЇ ОСВІТЛЕННОСТІ
Основні вимоги та значення нормованої освітленості робочих поверхонь викладені у СНіП 23-05-95. Вибір освітленості здійснюється в залежності від розміру розрізнення (товщина лінії, ризики, висота літери), контрасту об'єкта з фоном, характеристики фону. Необхідні відомості для вибору нормованої освітленості виробничих приміщень наведено у таблиці 5.
Таблиця 5
Норми освітленості на робочих місцях виробничих приміщень
при штучному освітленні (СНіП 23-05-95)
| Характеристика зорової роботи | Найменший розміроб'єкта розрізнення, мм | Розряд зорової роботи | Підрозряд зорової роботи | Контраст об'єкт з фоном | Характеристика фону | Штучне освітлення | ||
| Освітленість, лк | ||||||||
| При системі комбінованого освітлення | при системі загального освітлення | |||||||
| всього | у тому числі від загального | |||||||
| Найвищої точності | Менш 0,15 | I | а | Малий | Темний | 5000 4500 | - - | |
| б | Малий Середній | Середній Темний | ||||||
| в | Малий Середній Великий | Світлий Середній Темний | ||||||
| г | Середній Великий « | Світлий « Середній | ||||||
| Дуже високої точності | Від 0,15 до 0,30 | II | а | Малий | Темний | - - | ||
| б | Малий Середній | Середній Темний | ||||||
| в | Малий Середній Великий | Світлий Середній Темний | ||||||
| г | Середній Великий « | Світлий Світлий Середній | ||||||
| Висока точність | св. 0,30 до 0,50 | III | а | Малий | Темний | |||
| б | Малий Середній | Середній Темний | ||||||
| в | Малий Середній Великий | Світлий Середній Темний | ||||||
| г | Середній Великий « | Світлий « Середній |
Продовження таблиці 5
| середньої точності | св. 0,5 до 1,0 | IV | а | Малий | Темний | |||
| б | Малий Середній | Середній Темний | ||||||
| в | Малий Середній Великий | Світлий Середній Темний | ||||||
| г | Середній Великий « | Світлий « Середній | - | - | ||||
| Малої точності | Св. 1 до 5 | V | а | Малий | Темний | |||
| б | Малий Середній | Середній Темний | - | - | ||||
| в | Малий Середній Великий | Світлий Середній Темний | - | - | ||||
| г | Середній Великий « | Світлий « Середній | - | - | ||||
| Груба (дуже малої точності) | Більше 5 | VI | Незалежно від характеристик фону та контрасту об'єкта з фоном | - | - |
5. РОЗРАХУНОК ЗАГАЛЬНОГО РІВНОМІРНОГО ОСВІТЛЕННЯ
Розрахунок загального рівномірного штучного освітлення горизонтальної робочої поверхні виконується методом коефіцієнта світлового потоку, що враховує світловий потік, відбитий від стелі та стін.
Світловий потік лампи розжарювання чи групи люмінесцентних ламп світильника визначається за такою формулою:
Ф = Е н × S × K з × Z * 100/(n × h),
де Е н - нормована мінімальна освітленість за СНіП 23-05-95, лк;
S - площа приміщення, що освітлюється, м 2 ;
K з - Коефіцієнт запасу, що враховує забруднення світильника (джерела світла, світлотехнічної арматури, стін та ін, тобто відбивають поверхонь), (наявність в атмосфері цеху диму), пилу (табл. 6);
Z - Коефіцієнт нерівномірності освітлення, відношення Е порівн. /Е min. Для люмінесцентних ламп під час розрахунків береться рівним 1,1;
n – кількість світильників;
h – коефіцієнт використання світлового потоку, %.
p align="justify"> Коефіцієнт використання світлового потоку показує, яка частина світлового потоку ламп потрапляє на робочу поверхню. Він залежить від індексу приміщення i, типу світильника, висоти світильників над робочою поверхнею h і коефіцієнтів відбиття стін r с та стелі r n .
Індекс приміщення визначається за формулою
Коефіцієнти відображення оцінюються суб'єктивно (табл. 7).
Значення коефіцієнта використання світлового потоку h світильників з люмінесцентними лампами для поєднань коефіцієнтів відображення, що найчастіше зустрічаються, і індексів приміщення наведені в таблиці 8.
Розрахувавши світловий потік Ф, знаючи тип лампи, таблиці 1 вибирається найближча стндартна лампа і визначається електрична потужність всієї освітлювальної системи. Якщо необхідний потік світильника виходить межі діапазону (-10 ?+20%), то коригується число світильників n чи висота підвісу світильників.
При розрахунку люмінесцентного освітлення, якщо намічено число рядів N, яке підставляється у формулу замість n, під Ф слід мати на увазі світловий потік світильників одного ряду. Число світильників у ряді n визначається як
де Ф 1 - Світловий потік одного світильника.
Таблиця 6
Коефіцієнт запасу світильників люмінесцентними лампами
Таблиця 7
Значення коефіцієнтів відображення стелі та стін
28.Виробнича вібрація: джерела, фізичні характеристики, види вібрацій, вплив на організм людини, нормування, методи захисту
Вібрація – це механічні коливальні рухи, що безпосередньо передаються тілу людини від обладнання та будівельних конструкцій, на яких воно встановлено.
Вібрація виникає при роботі машин і механізмів, що мають неврівноважені і незбалансовані органи, що обертаються, або органи руху зворотно-поступального і ударного характеру. До таких відносяться металообробні верстати, кувальні та штампувальні молота, електро- та пневмоперфоратори, механізований інструмент, а також приводи, вентилятори, насосні установки, компресори та ін.
Джерелами вібрацій на виробництві є пересувні будівельні машини, машини для віброущільнення бетонної суміші, стругальні, шліфувальні, механізований ручний інструмент та ін.
Вібрація характеризується:
Амплітудою А, м;
Коливальною швидкістю υ, м/с;
Прискоренням а, м/с2;
Періодом коливань Т, с;
Частотою коливань f, Гц.
За способом передачі вібрація поділяється на
Загальну, що передається через опорні поверхні на тіло людини, що стоїть або сидить;
Локальну, що передається через руки.
Вплив вібрації на людину залежить від напряму її дії, тому вібрація поділяється на діючу вздовж осей ортогональної системи координат X, Y, Z.
Загальна вібрація, особливо на частотах 5...25 Гц, близьких до власних частот людини (6...9 Гц), надає несприятливий вплив на нервову, серцево-судинну систему, вестибулярний апарат, обмін речовин.
Місцева вібрація, викликаючи спазм периферичних судин, викликає різну міру судинних, нервово-м'язових, кістково-суглобових порушень у кінцівках (оніміння, похолодання, біль, кістково-м'язові зміни).
Профзахворювання, яке розвивається під дією вібрацій, називається вібраційною хворобою. Вібраційна хвороба призводить до інвалідності (ІІІ, ІV стадії), погано піддається лікуванню. Дія вібрації посилюється низькими температурами, що також викликали спазм кровоносних судин.
Таблиця. Вплив вібрації на організм людини
Амплітуда коливань вібрації, мм Частота вібрації, Гц Результат дії
До 0,0 15 Різна Не впливає на організм
0,016-0,050 40-50 Нервове збудження з депресією
0,051–0,100 40–50
Зміна в центральній нервовій системі, серці та органах слуху
0,101–0,300 50–150 Можливе захворювання
0,101–0,300 150–250 Викликає віброхворобу
Нормування вібрацій здійснюється за ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вібрація. Загальні вимоги безпеки»: за спектром середньоквадратичної коливальної швидкості (м/с) (або прискорення, м/с2), її рівнем (дБ), а також за дозою вібрації з урахуванням частоти та часу.
Окремо нормуються місцеві (локальні) (f = 8…1000 Гц), загальні вібрації; останні поділяються на транспортні (f = = 1...63 Гц), транспортно-технологічні (f = 2...63 Гц) та технологічні (f = 2...63 Гц). Для боротьби з вібрацією у джерелі виникнення необхідно орієнтуватися на ненаголошену техніку та технологію, підвищувати якість виготовлення та монтажу механізмів, удосконалювати якість дорожніх покриттів та ін.
У тих випадках, коли не вдається знизити вібрацію у джерелі її виникнення, необхідно застосовувати методи зниження вібрації на шляхах поширення: віброгасіння, віброізоляцію або вібродемпфування.
Основним показником, що визначає якість будь-якого виду віброзахисту, є коефіцієнт ефективності віброзахисту (коефіцієнт передачі) µ, що являє собою відношення швидкості (прискорення) об'єкта, що захищається після пристрою віброзахисту (υ0, а0) до значення до введення віброзахисту (υ, а): µ = υ0 /υ = а0/а, тобто. що показує, яка частка динамічної сили, що збуджується машиною F, передається на основу: µ = F0/F.
Віброгасіння пов'язане із введенням у коливальну систему реактивних опорів, що досягається збільшенням маси або жорсткості. З цією метою вентилятори, насоси встановлюються на опорні плити та віброгасні основи.
Віброізоляція досягається також встановленням обладнання без фундаментів та анкерного кріплення агрегатів безпосередньо на пружних віброізолюючих опорах. Це здешевлює установку обладнання, знижує рівень шуму, супутнього інтенсивним вібраціям. Віброізоляція передбачається при прокладанні повітроводів вентиляційних систем усередині будівельних конструкцій та при кріпленні до останніх. Для обмеження поширення коливань по повітроводам практикується їх поділ на окремі ділянки за допомогою гнучких вставок.
Як віброізолятори використовуються гумові або пластмасові прокладки, одиночні або складові циліндричні пружини, комбіновані (пружинно-гумові) та пневматичні віброізолятори («повітряні подушки»).
Вібродемпфування. В основу даного методу покладено збільшення активних втрат у коливальних системах шляхом використання вібродемпфуючих покриттів для зниження вібрацій, що розповсюджуються по повітроводах систем вентиляції, а також газопроводів компресорних станцій. До найбільш поширених вібродемпфуючих покриттів відносяться мастичні (мастика ВД, ВПМ, Антивібрит-М) і листові (пінопласт, повсть, вініпор, фольгоізол) матеріали.
Як профілактичні заходи проти вібраційної хвороби встановлюється гранична тривалість контакту з джерелом вібрації (не більше 2/3 зміни, 20…30-хвилинні перерви до та після обіду, 10…15-хвилинні перерви через кожні 50 хвилин роботи, безперервна тривалість впливу 20 хвилин), теплові процедури для кінцівок, масаж, гімнастика, обов'язкові періодичні огляди.
Температура повітря має бути не нижче +16°С, вологість – 40…60%, швидкість руху повітря – 0,3 м/с.
Для індивідуального захисту застосовується спецвзуття, захисні рукавиці, віброзахисні прокладки або пластини.
Рішення 1.Враховуючи невелику висоту цеху, вирішуємо використовувати світильники з люмінесцентними лампами, розташувавши їх безперервними рядами вздовж довгої сторони будівлі. При цьому через досить велику довжину приміщення (50 м) використовуємо світильники ОДР із захисним кутом 15º, як у поперечному, так і в поздовжньому перерізі.
E S = АВ= 50 ∙ 25 = 1250 (м 2). Коефіцієнт запасу для металообробних цехів kз = 1,5 (табл. П.3). z= 1,1 – коефіцієнт для люмінесцентних ламп. n= 2 – кількість ламп у світильнику ОДР (табл. П.1).
Для визначення коефіцієнта використання η розрахуємо індекс форми приміщення за формулою (2): i = (A∙B)/(Hр ( A + B)) = 50∙25/(5(50 + 25)) = 3,33. Тут Hр = H - 1 = 6 - 1 = 5 (м) - робоча висота підвісу світильників (світильники з ЛЛ закріплюють на стелі приміщення).
Вважаємо, що коефіцієнти відображення стелі ρ п (чиста бетонна стеля), стін ρ с (бетонні стіни) та робочої поверхні (підлоги) ρ р рівні відповідно 50, 30 та 10 % (табл. П.5).
За табл. П.6 визначаємо інтерполяцією коефіцієнт використання. Для світильника ОДР при i= 3,0 η = 57,5%, при i= 3,5 η = 59%; тоді при i= 3,33 η = 57,5 + ((59 - 57,5) / (3,5 - 3,0)) (3,33 - 3,0) = 58,49 (%).
Nспочатку обчислимо за формулою (3) кількість світильників в одному ряду, орієнтуючись на лампи потужністю 80 Вт та враховуючи відносно невелику висоту цеху: Nсв = ( A/lм) - 2 = (50/1,6) - 2 = 29,25. Округлюючи результат до цілого, отримаємо Nсв = 29.
N L L: L 1 = 0,5L. Тоді при найбільшій допустимій відстані між рядами за формулою (4): Nр min = B/L max = B/(1,5Hр) = 25/(1,5∙5) = 3,3. Округлюючи (тільки у велику сторону), отримуємо Nр = 4.
N = Nсв ∙ Nр = 29∙4 = 116.
При округленні числа рядів до більшого цілого змінюються (зменшуються) величини Lі L 1 . Визначимо їх, як і раніше вважаючи, що L 1 = 0,5L: L = B/Nр = 25/4 = 6,25(м); L 1 = 0,5 ∙ 6,25 = 3,125 (м). Призначаємо зручніші розміри (враховуючи, що число проміжків між рядами на один менше, ніж число самих рядів): L= 6,5 м; тоді L 1 = (B – (Nр - 1) L)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (м). Переконуємося, що ставлення L 1 /L= 2,75/6,5 = 0,415 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5).
Підставляючи числові значення всіх параметрів формулу (1) для Fрозрахуй, отримаємо: Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(116∙2∙58,49) = 3040 (лм).
При виборі лампи з таблиці П.8 враховуємо, що для металообробних цехів, щоб уникнути стробоскопічного ефекту, слід використовувати лампи ЛБ. Найближча стандартна лампа ЛБ40 зі світловим потоком Fст 3120 лм цілком підходить, тому що відхилення її світлового потоку від розрахункового (6) не виходить за допустимі межі (від - 10% до + 20%): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (3120 - 3040) / 3040 = 2,6%. При цьому, оскільки світильники з лампами потужністю 40 Вт мають меншу довжину та меншу монтажну довжину. lм = 1,3 м, розташування світильників у ряду буде уривчастим. Монтажний зазор збільшиться на 30 см. Рішення використовувати 40-ватні лампи замість 80-ватних має свої переваги. Зокрема, у них дещо вища світлова віддача, що забезпечить економію електроенергії на освітлення.
Однак при використанні ламп потужністю 40 Вт майже вдвічі більшою буде кількість світильників та самих ламп. Це різко збільшить як разові витрати на створення освітлювальної установки, так і витрати на її експлуатацію. Тому приймаємо рішення використовувати лампи потужністю 80 Вт, скоротивши кількість світильників у ряду (зробивши їхнє розташування уривчастим). Для отримання Fрозрах., максимально наближеного до світлового потоку стандартної лампи ЛБ80 (5220 лм - табл. П.8) нове число Nсв визначаємо із пропорції: Nсв(нов) = ( Nсв(старий) ∙ Fрозрах.)/ Fст = (29 ∙ 3040)/5220 = 16,9. Приймаємо Nсв = 17. Тоді N = Nсв ∙ Nр = 17∙4 = 68. Відстань між світильниками збільшиться (див. схему на рис. 1) приблизно до lм = ( Nсв(старий) - Nсв)/( Nсв – 1) = 1,6(29 – 17)/(17 – 1) = 1,2 (м), що менше довжини світильника – рівномірність освітлення забезпечується.
Мал. 1. Розміщення світильників ОДР із люмінесцентними лампами ЛБ80 на плані цеху з габаритами 5025 м
Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(68∙2∙58,49) = 5186 (лм). Відхилення світлового потоку лампи ЛБ80 від розрахункового (6): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (5220 - 5186) / 5186 = 0,7%. Потужність, що споживається освітлювальною установкою (7): P = Рл nN= 80∙2∙68 = 10880 (Вт).
Рішення 2.Відомо, що у довгих вузьких приміщеннях погляд людини спрямований переважно вздовж довгого боку. Тому, якщо розташувати ряди світильників уздовж короткої сторони приміщення, то при відносно невеликій висоті цеху можна використовувати світильники з великим к. п. д. – із захисним кутом лише у поперечному перерізі (типу ЛСП-02-001, захисний кут 15º). Багато параметрів можна взяти з попереднього рішення: Eн = 200 лк; S= 1250 м2; z = 1,1; n= 2 (у світильнику ЛСП-02 також дві лампи); i= 3,33; коефіцієнти відбиття поверхонь ρ п = 50 %, ρ с = 30 %, ρ р = 10 %.
За табл. П.6 визначаємо інтерполяцією коефіцієнт використання. Для ЛСП-02 при i= 3,0 η = 65,5 %, при i= 3,5 η = 67%; тоді при i= 3,33 η = 65,5 +((67 – 65,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 66,49 ≈ 66,5 (%).
Кількість світильників в одному ряду Nсв = ( B/lм) - 2 = (25/1,6) - 2 = 13,63. Округлюючи, отримаємо Nсв = 14.
Для попереднього визначення числа рядів Nр знову приймемо, що відстань від крайніх рядів до стін L 1 максимально і дорівнює половині відстані між сусідніми рядами L: L 1 = 0,5L. Тоді при найбільшій допустимій відстані між рядами Nр min = A/L max = A/(1,5Hр) = 50/(1,5∙5) = 6,67. Округлюючи (тільки у велику сторону), отримуємо Nр = 7.
Тоді загальна кількість світильників N = Nсв ∙ Nр = 14 ∙ 7 = 98.
Визначимо нові величини Lі L 1 , як і раніше вважаючи, що L 1 = 0,5L: L = A/N= 50/7 = 7,14(м); L 1 = 0,5 ∙ 7,14 = 3,57 (м). Призначаємо більш зручні розміри: L= 7,2 м; тоді L 1 = (A – (N – 1)L)/2 = (50 – (7 – 1)∙7,2)/2 = 3,4 (м). Переконуємося, що ставлення L 1 /L=3,4/7,2 = 0,472 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5).
Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(98∙2∙66,5) = 3165 (лм).
Для отримання Fрозрах., максимально наближеного до світлового потоку лампи ЛБ80 (5220 лм) нове число світильників у ряду Nсв визначаємо із пропорції: Nсв = ( Nсв(старий) ∙ Fрозрах.)/ Fст = (14 ∙ 3165)/5220 = 8,5. Приймаємо Nсв = 9. Тоді загальна кількість світильників N = Nсв ∙ Nр = 9∙7 = 63. При цьому відстань між світильниками збільшиться приблизно до lм = ( Nсв(старий) - Nсв)/( Nсв - 1) = 1,6 (14 - 9) / (9 - 1) = 1,0 (м).
На рис. 2 представлена схема розташування світильників.
Мал. 2. Розміщення світильників ЛСП-02-001 з люмінесцентними лампами ЛБ80 на плані цеху з габаритами 5025 м (варіант)
При цьому розрахунковий світловий потік однієї лампи (1): Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(63∙2∙66,5) = 4923 (лм). Відхилення світлового потоку лампи ЛБ80 від розрахункового (6): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(5220 – 4923)/4923 = 6,0 %, що у допустимих межах.
Потужність, що споживається освітлювальною установкою (7): P = Pл nN= 80∙2∙63 = 10080 (Вт). Таким чином, економія споживання електроенергії в порівнянні з поздовжнім розташуванням рядів зі світильниками ОДР не така велика Δ P= 100 (10880 - 10080) / 10880 = 7,4%. Однак слід врахувати і набагато зручнішу заміну ламп, що виробили ресурс (на досить великій висоті) у світильниках без захисних грат.
Рішення 3.Використовуємо для висвітлення цеху газорозрядні лампи високого тиску. При відносно невеликій висоті цеху це лампи типу ДРЛ. Використовуємо світильники С34ДРЛ, що закріплюються на стелі (у цеху використовується емульсія, може проводитися чорнова обробка та обробка чавунних деталей)на одну лампу( n= 1) із захисним кутом 15º, розташувавши їх найбільш раціонально – по кутах прямокутника. Параметри, відомі з попередніх рішень: Eн = 200 лк; S= 1250 м2; i= 3,33; коефіцієнти відображення ρ п = 50 %, ρ с = 30 %, ρ р = 10 %.
За табл. П.7 визначаємо інтерполяцією коефіцієнт використання освітлювальної установки. Для світильника С34ДРЛ при i= 3,0 η = 68,5%, при i= 3,5 η = 70%; тоді при i= 3,33 η = 68,5 + ((70 - 68,5) / (3,5 - 3,0)) (3,33 - 3,0) = 69,5 (%).
Для попереднього визначення числа світильників вздовж довгої сторони приміщення N А L 1 Амаксимально і дорівнює половині відстані між сусідніми світильниками L А : L 1 А = 0,5L А. Тоді при найбільшій допустимій відстані між світильниками (5): N А min = A/L max = A/(1,4Hр) = 50/(1,4∙5) = 7,14. Округлюючи (тільки у велику сторону), отримуємо N А = 8.
Аналогічно визначаємо попередню кількість світильників вздовж короткої сторони приміщення N У (5): N У min = У/L max = У/(1,4Hр) = 25/(1,4∙5) = 3,57. Округлюючи, отримуємо N У = 4.
Тоді загальна кількість світильників Nсв = N А ∙N У = 8∙4 = 32.
Визначимо нові величини L А , L У , L 1 Аі L 1 У, як і раніше вважаючи, що відстані від крайніх світильників до стін дорівнює половині відстані між світильниками: L А = A/N А= 50/8 = 6,25(м); L 1 А= 0,5 ∙ 6,25 = 3,125 (м); L У = У/N У= 25/4 = 6,25(м); L 1 У L А= 6,5 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (50 - (8 - 1) ∙ 6,5) / 2 = 2,25 (м). Переконуємося, що ставлення L 1 А /L А=2,25/6,5 = 0,346 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Уздовж короткої сторони приміщення: L У= 6,5 м; тоді L 1 У = (У – (N У – 1)L У)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (м). Ставлення L 1 У /L У=2,75/6,5 = 0,423 також у допустимому діапазоні (0,3÷0,5).
Врахуємо, що для точкових джерел, якими є світильники з дуговими лампами, коефіцієнт z= 1,15. Підставляючи числові значення всіх відомих параметрів формулу (1), отримаємо: Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,15)/(32∙1∙69,5) = 19391 (лм). Найближчими світловим потоком (табл. П.9) є стандартні вітчизняні лампи ДРЛ-250 ( Fст = 13000 лм) та ДРЛ-400 ( Fст = 22 000 лм).
При використанні лампи ДРЛ-250 відхилення світлового потоку від розрахункового становитиме: F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (13000 - 19391) / 19391 = - 33%, що неприпустимо. Для лампи ДРЛ-400 Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(22000 – 19391)/19391 = 13,5 %, що входить у допустимий діапазон (від – 10 до + 20 %). Рішення можна вважати задовільним.
Потужність, що споживається освітлювальною установкою: P = Pл nN= 400∙1∙32 = 12800 (Вт). Таким чином, варіант з використанням ламп ДРЛ на перший погляд поступається за енергоспоживанням варіантом з ЛЛ. Однак слід врахувати, що в останньому випадку має місце більший запас світлового потоку Δ F(13,5% проти відхилення у 6% у ЛЛ).
Тому слід перевірити варіант із використанням ламп ДРЛ-250 зі збільшенням числа світильників. Для отримання Fрозрах., максимально наближеного до світлового потоку лампи ДРЛ-250 (13000 лм) нове число Nнов визначаємо з пропорції: Nновий = ( N∙Fрозрах.)/ Fст = (32 ∙ 19391)/13000 = 47,7. Приймаємо Nновий = N= 48. Можливі два поєднання: N А= 12 і N У= 4, а також N А = 8 і N У= 6. Нескладні розрахунки показують, що різниця між LА й LУ обох випадках однаково (4,17 і 6,25 м – див. нижче – і навпаки). Приймаємо варіант розташування з N А= 12 і N У = 4.
Уточнимо величини L А , L У , L 1 Аі L 1 Узнову-таки з умови L 1 = 0,5L: L А = A/N А= 50/12 = 4,17(м); L 1 А= 0,5 ∙ 4,17 = 2,08 (м); L У = У/N У= 25/4 = 6,25 (м); L 1 А= 0,5 ∙ 6,25 = 3,125 (м). Призначаємо більш зручні відстані між світильниками. Уздовж довгої сторони приміщення: L А= 4,2 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (50 – (12 – 1)∙4,2)/2 = 1,9 (м). Ставлення L 1 А /L А=1,9/4,2 = 0,452 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Уздовж короткої сторони приміщення: L У= 6,6 м; тоді L 1 У = (У – (N У – 1)L У)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,6)/2 = 2,6 (м). Ставлення L 1 У /L У=2,6/6,6 = 0,394 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Схема розташування світильників – на рис. 3.
Мал. 3. Розміщення світильників С34ДРЛ із лампами ДРЛ-250 на плані цеху з габаритами 5025 м
При цьому розрахунковий світловий потік однієї лампи: Fрозрахунок = 100(200∙1250∙1,5∙1,15)/(48∙1∙69,5) = 12927 (лм). Відхилення світлового потоку стандартної лампи ДРЛ-250 від розрахункового мінімально: Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (13000 - 12927) / 12927 = - 0,06%.
: P = Pл nN= 250∙1∙48 = 12000 (Вт). У порівнянні з лампами ДРЛ-400 при використанні ДРЛ-250, незважаючи на дещо меншу світлову віддачу (див. табл. П.9), економиться електроенергія: Δ P= 100 (12800 - 12000) / 12800 = 6,25%. Крім того, при більшій кількості світильників досягається рівномірніше освітлення робочої поверхні, а через меншу одиничну потужність зменшується яскравість джерел, і, відповідно, їх сліпуче вплив. У той же час, зі збільшенням кількості світильників зростає вартість освітлювальної установки та витрати на експлуатацію. Перевага одного з варіантів може показати лише економічний розрахунок. На перший погляд, варіант із ДРЛ-250 здається кращим.
Який варіант слід прийняти, з ДРЛ чи ЛЛ, точно показати може знов-таки економічний розрахунок. Слід лише зазначити, що економія на споживанні електроенергії при використанні ЛЛ є суттєвою (Δ P= 100 (12000 - 10080) / 12000 = 16,0%). Однак вартість установки з ЛЛ (а також вартість її обслуговування) помітно більша – потрібно в 1,3 рази більше габаритних люмінесцентних світильників та 126 люмінесцентних ламп проти 48 ламп ДРЛ-250.
Рішення 1.Використовуємо для висвітлення цеху газорозрядні лампи високого тиску типу ДРЛ. Використовуємо світильники СД2ДРЛ (для сирих приміщень – великі швидкості та широке використання емульсії при шліфуванні призводять до підвищеного виділення у повітря водяної пари) на одну лампу ( n
Для розрахунку скористаємося методом світлового потоку. Визначимо параметри, що входять до формули (1).
Норма освітленості, що створює світильники загального освітлення при комбінованій системі для механічних цехів Eн = 200 лк (табл. П.3). Площа цеху S = АВ= 60 ∙ 40 = 2400 (м 2). Коефіцієнт запасу для металообробних цехів kз = 1,5 (табл. П.3). z
Встановимо світильники безпосередньо на стелі (досить велика висота цеху передбачає використання у прольотах мостових кранів або кран-балок). Тоді робоча висота підвісу світильників Hр = H- 1 = 9 - 1 = 8 (м), а індекс форми приміщення i = S/(Hр ( A + B)) = 2400/(8(60 + 40)) = 3,0.
Вважаючи, що коефіцієнти відбиття стелі ρ п (чиста бетонна стеля), стін ρ с (бетонні стіни) і робочої поверхні (підлоги) ρ р рівні відповідно 50, 30 та 10 % (табл. П.5), по табл. П.7 визначаємо коефіцієнт використання. Для світильника СД2ДРЛ при i= 3,0 η = 63,5%.
N Априймемо, що відстань від крайніх світильників до стін L 1 АL А : L 1 А = 0,5L А. Тоді при L А = L maxза формулою (5): N А min = A/L max = A/(1,4Hр) = 60/(1,4∙8) = 5,36. Округлюючи у велику сторону, отримуємо N А = 6.
N У : N У min = У/L max = У/(1,4Hр) = 40/(1,4∙8) = 3,57. Округлюючи, отримуємо N У = 4.
Загальна кількість світильників N = N А ∙N У = 6∙4 = 24.
Нові величини L А , L У , L 1 Аі L 1 У(при L 1 = 0,5L): L А = A/N А= 60/6 = 10(м); L 1 А= 0,5 ∙ 10 = 5 (м); L У = У/N У= 40/4 = 10(м); L 1 У= 0,5 ∙ 10 = 5 (м). Залишимо ці значення без коригування.
На рис. 4 представлена відповідна схема розташування світильників.
Мал. 4. Розміщення світильників СД2ДРЛ з лампами ДРЛ-1000 на плані цеху з габаритами 6040 м (при робочій висоті підвісу 8 м)
Fрозрахунок = 100(200∙2400∙1,5∙1,15)/(24∙1∙63,5) = 54331 (лм). За табл. П.9 вибираємо лампу ДРЛ-1000 ( Fст = 58 500 лм). Відхилення світлового потоку від розрахункового: Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(58500 – 54331)/54331 = 7,7 %, яке входить у допустимий діапазон (від – 10 до + 20 %).
Потужність на освітлення P = Pл nN= 1000∙1∙24 = 24000 (Вт).
Рішення 2.Нехай у тому самому цеху мостові крани або кран-балки відсутні (на випадок вивезення обладнання для ремонту передбачені проїзди достатньої ширини для автокранів). Тоді можна зменшити висоту підвісу світильників СД2ДРЛ, встановивши на тросових розтяжках. Приймемо Hр = 5 м, тобто опустимо світильники на 3 м. Не зміняться параметри Eн = 200 лк, S= 2400 м 2 kз = 1,5, z= 1,15 та n= 1, а також коефіцієнти відображення ρ п, ρ с, ρ р, рівні відповідно 50, 30 і 10 %.
Новий індекс форми приміщення i = S/(Hр ( A + B)) = 2400 / (5 (60 + 40)) = 4,8. Для світильника СД2ДРЛ при i= 4,5 коефіцієнт використання η = 68 %, при i= 5,0 - η = 69% (табл. П.7). Для i= 4,8 інтерполяцією знаходимо η = 68 + ((69 – 68)/(5,0 – 4,5))∙(4,8 – 4,5) = 68,6 %.
Для визначення мінімальної кількості світильників задаємося умовою L 1 = 0,5L. Тоді за формулою (5): N А min = A/L max = A/(1,4Hр) = 60/(1,4∙5) = 8,57. Округлюючи у велику сторону, отримуємо N А= 9. Аналогічно N У min = У/L max = У/(1,4Hр) = 40/(1,4∙5) = 5,71. Округлюючи, отримуємо N У= 6. Загальна кількість світильників N = N А ∙N У = 9∙6 = 54.
Уточнюємо відстані L А , L У , L 1 Аі L 1 У(при L 1 = 0,5L): L А = A/N А= 60/9 = 6,67(м); L 1 А= 0,5 ∙ 6,67 = 3,33 (м); L У = У/N У= 40/6 = 6,67(м); L 1 А= 0,5 ∙ 6,67 = 3,33 (м). Призначаємо зручніші величини відстаней. Уздовж довгої сторони приміщення: L А= 7,0 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (60 – (9 – 1)∙7,0)/2 = 2,0 (м). Ставлення L 1 А /L А=2,0/7,0 = 0,286 не потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Змінюємо: L А= 6,8 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (60 – (9 – 1)∙6,8)/2 = 2,8 (м). Ставлення L 1 А /L А=2,8/6,8 = 0,412 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Уздовж короткої сторони: L У= 7,0 м; тоді L 1 У = (У – (N У – 1)L У)/2 = (40 – (6 – 1)∙7,0)/2 = 2,5 (м). Ставлення L 1 У /L У=2,5/7,0 = 0,357 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5).
Світловий потік лампи (1): Fрозрахунок = 100(200∙2400∙1,5∙1,15)/(54∙1∙68,6) = 22352 (лм). За табл. П.9 вибираємо лампу ДРЛ-400 ( Fст = 22 000 лм). Відхилення світлового потоку вибраної лампи від розрахункового (6) Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(22000 – 22352)/22352 = – 1,6 % входить у допустимий діапазон (від – 10 до + 20 %).
Схему розташування світильників представлено на рис. 5.
Мал. 5. Розміщення світильників СД2ДРЛ з лампами ДРЛ-400 на плані цеху з габаритами 6040 м (при робочій висоті підвісу 5 м)
Потужність освітлювальної установки P = Pл nN= 400∙1∙54 = 21600 (Вт). Економія електроенергії за рахунок зменшення Hр становитиме Δ P= 100 (24000 - 21600) / 24000 = 10,0%. При меншій висоті підвісу освітлювальну установку зручніше та безпечніше обслуговувати. Однак у два з лишком рази більше світильників робить її дорожчою.
Рішення 3.Спробуємо використовувати лампи ДРІ з більшою (ніж у ДРЛ) світловою віддачею. Нехай у цеху використовується ефективна система припливно-витяжної вентиляції. Тоді можна використовувати світильники для вологих (а не сирих) приміщень ГСП-05 ( n= 1) із захисним кутом 15º, закріпивши їх на стелі (як і у рішенні 1, Hр = 8 м). Не зміниться параметри Eн = 200 лк, S= 2400 м 2 kз = 1,5, z = 1,15, n= 1 і i= 3,0, а також коефіцієнти відображення ρ п, ρ с, ρ р, рівні відповідно 50, 30 і 10 %.
У першому наближенні не зміняться (порівняно з рішенням 1) кількість ( N= 24) та розташування ( L А = L У= 10,0 м; L 1 А = L 1 У= 5,0 м – див. рис. 4) світильники.
За табл. П.7 визначаємо коефіцієнт використання для світильника ГСП-05: при i= 3,0 η = 73%.
Розраховуємо необхідний світловий потік однієї лампи: Fрозрахунок = 100(200∙2400∙1,5∙1,15)/(24∙1∙73) = 47260 (лм). За табл. П.9 вибираємо лампу ДРІ-700 ( Fст = 59 500 лм). Відхилення світлового потоку вибраної лампи від розрахункового Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(59500 – 47260)/47260 = 25,9 % входить у допустимий діапазон (від – 10 до + 20 %). Однак одержаний результат корисно проаналізувати. По-перше, для влучення в допустимий діапазон Δ Fне можна зменшити кількість світильників – відстані між ним стануть більшими за максимальну величину 1,4 Hр, освітлення буде нерівномірним. По-друге, позитивна величина Δ Fвказує на надмірність освітленості в цеху, що призведе до перевитрати електроенергії (для виключення чого і введено верхній діапазон Δ F max= + 20%). Перевіримо потужність, що споживається на освітлення за останнім варіантом: P = Pл nN= 700∙1∙24 = 16800 (Вт). Через більшу світлову віддачу ламп ДРІ ця потужність істотно менше, ніж за рішеннями 2 і 3 (з використанням ламп ДРЛ). Перевагою є і менший коефіцієнт пульсації освітленості, властивий лампам ДРІ. Недоліками останнього рішення є набагато менший термін служби ламп ДРІ та їхня велика яскравість, що викликає засліплення (останнє нівелюється збільшенням висоти підвісу). У будь-якому випадку рішення з лампами ДРІ заслуговує на увагу.
Рішення 1.Використовуємо для освітлення цеху металогалогенні лампи типу ДРІ. Враховуючи велику висоту цеху та виділення при обробці чавуну великої кількості пилу, використовуємо світильники ГСП-18 на одну лампу ( n= 1) із захисним кутом 15º (табл. П.1), розташувавши їх по кутах прямокутника.
Для розрахунку скористаємося методом світлового потоку. Визначимо параметри, що входять до формули (1).
Норма освітленості, що створює світильники загального освітлення при комбінованій системі для механічних цехів Eн = 200 лк (табл. П.3). Площа цеху S = АВ= 110 ∙ 60 = 6600 (м 2). Коефіцієнт запасу для металообробних цехів kз = 1,5 (табл. П.3). z= 1,15 – коефіцієнт для точкових джерел.
Встановимо світильники безпосередньо на стелі (досить велика висота цеху та габарити заготовок передбачають використання у прольотах мостових кранів). Тоді робоча висота підвісу світильників Hр = H- 1 = 12 - 1 = 11 (м), а індекс форми приміщення i = S/(Hр ( A + B)) = 6600/(11(110 + 60)) = 3,52 ≈ 3,5.
У зв'язку з виділенням великої кількості пилу вважаємо, що коефіцієнти відображення стелі ρ п, стін ρ с та робочої поверхні (підлоги) ρ р рівні відповідно 30, 10 та 10 % (табл. П.5). За табл. П.7 для світильника ГСП-18 при i= 3,5 коефіцієнт використання η = 60,5%.
Для визначення мінімальної кількості світильників уздовж довгої сторони приміщення (у ряді) N Априймемо, що відстань від крайніх світильників до стін L 1 Амаксимально і дорівнює половині максимальної відстані між сусідніми світильниками L А : L 1 А = 0,5L А. Тоді при L А = L maxза формулою (5): N А min = A/L max = A/(1,4Hр) = 110/(1,4∙11) = 7,14. Округлюючи у велику сторону, отримуємо N А = 8.
Аналогічно визначаємо мінімальну кількість світильників вздовж короткої сторони приміщення N У (5): N У min = У/L max = У/(1,4Hр) = 60/(1,4∙11) = 3,89. Округлюючи, отримуємо N У = 4.
Тоді загальна мінімальна кількість світильників N = N А ∙N У = 8∙4 = 32.
Нові величини L А , L У , L 1 Аі L 1 У(при L 1 = 0,5L): L А = A/N А= 110/8 = 13,75(м); L 1 А= 0,5 ∙ 13,75 = 6,875 (м); L У = У/N У= 60/4 = 15(м); L 1 У= 0,5 15 = 7,5 (м). Призначаємо більш зручні відстані між світильниками. Уздовж довгої сторони приміщення: L А= 14,0 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (110 – (8 – 1)∙14,0)/2 = 6,0 (м). Ставлення L 1 А /L А= 6,0/14,0 = 0,429 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5). Уздовж короткої сторони приміщення: L У= 16,0 м; тоді L 1 У = (У – (N У – 1)L У)/2 = (60 – (4 – 1)∙16,0)/2 = 6,0 (м). Ставлення L 1 У /L У= 6,0/16,0 = 0,375 також допустиме.
Підставляючи числові значення всіх параметрів (1), отримаємо: Fрозрахунок = 100(200∙6600∙1,5∙1,15)/(32∙1∙60,5) = 117613 (лм). За табл. П.9 вибираємо лампу ДРІ-1000 ( Fст = 90 000 лм). Відхилення світлового потоку від розрахункового (6): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (90000 - 117613) / 117613 = - 23,5%. Воно не входить у допустимий діапазон (від - 10 до + 20%). Необхідно збільшити кількість світильників. Для отримання оптимального результату перерахунок зробимо не на нульове відхилення, а на Δ F= 5 % (на середину допустимого діапазону Δ F), тобто на Fрозрахунки = 117613∙1,05 = 123494 (лм): N= (123494/90000) ∙32 = 43,9. Можна взяти 4 ряди по 11 світильників ( N = N А ∙N У=11∙4 = 44) або 5 рядів по 9 світильників ( N = N А ∙N У=9∙5 = 45). Для забезпечення більш рівномірного освітлення зупиняємось на другому варіанті. При цьому величини L А , L У , L 1 Аі L 1 У (L 1 = 0,5L): L А = A/N А= 110/9 = 12,22(м); L 1 А= 0,5 ∙ 12,22 = 6,11 (м); L У = У/N У= 60/5 = 12(м); L 1 У= 0,5 ∙ 12 = 6,0 (м). Призначаємо більш зручні відстані між світильниками. Уздовж довгої сторони приміщення: L А= 12,5 м; тоді L 1 А = (A – (N А – 1)L А)/2 = (110 – (9 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (м). Ставлення L 1 А /L А=5,0/12,5 = 0,4 строго відповідає середині допустимого діапазону (0,3÷0,5). Уздовж короткої сторони приміщення: L У= 12,5 м; тоді L 1 У = (У – (N У – 1)L У)/2 = (60 – (5 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (м). Ставлення L 1 У /L У= 5,0/12,5 = 0,4 також у середині допустимого діапазону (0,3÷0,5).
На рис. 6 представлена схема розташування світильників.
Мал. 6. Розміщення світильників ГСП-18 з лампами ДРІ-1000 на плані цеху з габаритами 11060 м (при робочій висоті підвісу 11 м)
При цьому розрахунковий світловий потік однієї лампи (1) Fрозрахунок = 100(200∙6600∙1,5∙1,15)/(45∙1∙60,5) = 83636 (лм). Відхилення світлового потоку вибраної лампи ДРІ-1000 від розрахункового (6): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(90000 – 83636)/83636 = 7,6 % (при 4-х рядах по 11 світильників величина Δ Fбула б ближче до 5%).
Потужність освітлювальної установки P = Pл nN= 1000∙1∙45 = 45000 (Вт). Рішення можна вважати цілком задовільним. Тим не менш, розглянемо варіант із використанням ламп ДРЛ.
Рішення 2.Використовуємо для висвітлення цеху лампи ДРЛ. Враховуючи виділення при обробці чавуну великої кількості пилу, використовуємо світильники СД2ДРЛ на одну лампу ( n= 1) із захисним кутом 15º (табл. П.1), розташувавши їх по кутах прямокутника та закріпивши на стелі.
Ряд параметрів, що входять до формули (1), відомі з попереднього рішення: Eн = 200 лк, S= 6600 м 2 kз = 1,5, z = 1,15, i= 3,5, коефіцієнти відображення ρ п = 30 %, ρ с = 10 % та ρ р = 10 %. Крім того, вже було визначено загальну мінімальну (обумовлену необхідністю забезпечення рівномірності освітлення) кількість світильників N = 32.
З табл. П.7 знаходимо, що для світильника СД2ДРЛ при i= 3,5 коефіцієнт використання η = 63%.
Підставляючи значення всіх параметрів формулу (1), отримаємо: Fрозрахунок = 100(200∙6600∙1,5∙1,15)/(32∙1∙63) = 112946 (лм). За табл. П.9 маємо найбільш потужну лампу ДРЛ-1000 ( Fст = 58 500 лм). Відхилення Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрасч = 100(58500 – 112946)/112946 = – 48,2 % входить у допустимий діапазон (від – 10 до + 20 %). Необхідно збільшити кількість світильників. Аналогічно попередньому рішенню для отримання оптимального результату перерахунок зробимо на Δ F= 5 % (середину допустимого діапазону Δ F), тобто на Fрозрахунки = 112946∙1,05 = 118593 (лм). Тоді N= (118593/58500)∙32 = 64,9 ≈ 65. При цьому потужність освітлювальної установки P = Pл nN= 1000∙1∙65 = 65000 (Вт), тобто в 1,44 рази більше, ніж у рішенні з лампами ДРІ ( P= 45 кВт), що є неприйнятним.
Рішення.При невеликій висоті приміщення використовуємо світильники з люмінесцентними лампами, розташувавши їх безперервними рядами вздовж довгого боку. Враховуючи використання в технологічному бюро персональних комп'ютерів, скористаємося закритими світильниками ЛПО-02 (з люмінесцентними лампами, умовний захисний кут 90º – як у поперечному, так і поздовжньому перерізі), які можуть мати електронну пускорегулюючу апаратуру з функцією збільшення частоти напруги живлення. Попередньо беремо виконання на дві лампи потужністю 65 Вт (ЛПО-02-2 65).
Визначимо параметри для встановлення в формулу (1) для розрахунку світлового потоку однієї лампи.
Приймаємо середню норму освітленості для приміщень з комп'ютерами з діапазону, що рекомендується (300÷500 лк) Eн = 400 лк (за системою загального рівномірного освітлення).
Площа приміщення S = АВ=10∙5 = 50 (м2).
Коефіцієнт запасу для приміщень із комп'ютерами kз = 1,4; z= 1,1 – коефіцієнт для люмінесцентних ламп; n= 2 – кількість ламп у світильнику. Робоча висота підвісу Hр = H- 1 = 3,5 - 1 = 2,5 (м) (світильники встановлюються безпосередньо на стелі приміщення).
Для визначення коефіцієнта використання освітлювальної установки розрахуємо індекс форми приміщення i = S/(Hр ( A + B)) = 50 / (2,5 (10 + 5)) = 1,33. Приймаємо рекомендовані для приміщень з персональними ЕОМ коефіцієнти відображення стелі ρ п = 70 %, стін ρ с = 50 % та робочої поверхні (підлоги) ρ р = 30 %.
За табл. П.6 визначаємо інтерполяцією коефіцієнт використання. Для світильника ЛПО-02 при i= 1,25 η = 41,5 %, при i= 1,5 η = 45%; тоді при i= 1,33 η = 41,5 + ((45 - 41,5) / (1,5 - 1,25)) (1,33 - 1,25) = 42,62 (%). Проте дані табл. П.6 відносяться до однолампових світильників, тоді як ми використовуємо світильник на дві лампи. Тому множимо отримане значення на відповідний (див. прим. 3 до табл. П.6) знижувальний коефіцієнт: η = 42,62∙0,91 = 38,78 (%).
Для визначення кількості світильників Nспочатку обчислимо кількість світильників в одному ряду. Для цього розділимо довжину приміщення Ана монтажну довжину світильника ЛПО-02 з лампами потужністю 65 Вт lм = 1,6 м: Nсв = A/lм = 10/1,6 = 6,25. При малій висоті приміщення округляємо результат до 5 світильників. При цьому зазор між торцями крайніх світильників та стінами складе: (10 – (5∙1,6))/2 = 1 (м).
Для визначення мінімальної кількості рядів Nр приймемо, що відстань від крайніх рядів до стін L 1 максимально і дорівнює половині відстані між сусідніми рядами L: L 1 = 0,5L. Тоді при L = L maxза формулою (4.4): Nр min = B/L max = B/(1,5Hр) = 5/(1,5∙2,5) = 1,33. Отримуємо Nр = 2.
Загальна кількість світильників N = Nсв ∙ Nр = 5∙2 = 10.
При округленні числа рядів до більшого цілого змінюються величини Lі L 1 (порівняно з максимальними). Визначимо їх, як і раніше вважаючи, що L 1 = 0,5L: L = B/Nр = 5/2 = 2,5(м); L 1 = 0,5 ∙ 2,5 = 1,25 (м). Призначаємо зручніші розміри (враховуючи, що число проміжків між рядами на один менше, ніж число самих рядів): L= 3,0 м; тоді L 1 = (B – (Nр - 1) L)/2 = (5 – (2 – 1)∙3,0)/2 = 1,0 (м). Переконуємося, що ставлення L 1 /L=1,0/3,0 = 0,333 потрапляє у допустимий діапазон (0,3÷0,5).
Підставляючи числові значення всіх параметрів формулу (1), отримаємо: Fрозрахунок = 100(400∙50∙1,4∙1,1)/(10∙2∙38,78) = 3971 (лм).
При виборі лампи з таблиці П.8 враховуємо, що приміщень з обчислювальною технікою слід використовувати лампи ЛБ . Підходить стандартна лампа ЛБ65 зі світловим потоком Fст = 4600 лм. Відхилення її світлового потоку від розрахункового в допустимих межах (від 10% до + 20%): Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (4600 - 3971) / 3971 = 15,8%.
При цьому потужність освітлювальної установки: P = Pл nN= 65∙2∙10 = 1300 (Вт). Зменшити її можна шляхом використання імпортних ламп TLD 58W (Philips) та F58W (General Electric) з таким же світловим потоком, але дещо меншою потужністю (58 Вт): P = Pл nN= 58∙2∙10 = 1160 (Вт).
Для іншої вітчизняної лампи ЛБ40 світловий потік (3120 лм) дуже малий: Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (3120 - 3971) / 3971 = - 21,4%. Однак монтажна довжина світильників з лампами потужністю 40 Вт менша (1,3 м). Тому можна вмістити більшу кількість світильників у рядку: Nсв = A/lм = 10/1,3 = 7,69. Приймаємо Nсв = 6. Тоді N = Nсв ∙ Nр = 6∙2 = 12 та Fрозрахунок = 100(400∙50∙1,4∙1,1)/(12∙2∙38,78) = 3309 (лм). У цьому випадку є некритичний дефіцит світлового потоку: Δ F = 100(Fст – Fрозрах.)/ Fрозрахунок = 100 (3120 - 3309) / 3309 = - 5,7%.
P = Pл nN= 40∙2∙12 = 960 (Вт). Це на 26 % менше, ніж у разі використання світильників з лампами ЛБ65, і на 17 % менше, ніж у разі застосування світильників з імпортними лампами потужністю 58 Вт. Важливою перевагою останнього варіанта є й те, що світильники ЛПО-02 з лампами потужністю 40 Вт (на відміну від модифікацій на потужність ламп 65 та 58 Вт) випускаються серійно (див. табл. П.1).
Розрахуємо освітленість для останнього варіанта, виразивши її з формули (1): E = (Fст Nnη)/(100 Skз z) = (3120∙12∙2∙38,78)/(100∙50∙1,4∙1,1) = 377 (лк), що знаходиться в допустимих межах (300÷500 лк).
Схема розміщення світильників із лампами ЛБ40 представлена на рис. 7.
Мал. 7. Схема розташування світильників з лампами ЛБ40 у приміщенні технологічного бюро з габаритами 1053,5 м
1. Безпека життєдіяльності: підручник для вузів / С. В. Бєлов, А. В. Ільницька, А. Ф. Козьяков [та ін.] / За заг. ред. С. В. Бєлова. 6-те вид., Випр. та дод. - М.: Вищ. шк., 2006. - 616 с.
2. Макаров, Г. В.Охорона праці в хімічній промисловості/Г. В. Макаров [та ін.]. - М.: Хімія, 1989. - 496 с.
3. Охорона праці в машинобудуванні: підручник для машинобудівних вузів / Є. Я. Юдін, С. В. Бєлов, С. К. Баланцев [та ін.] / За заг. ред. Є. Я. Юдіна, С. В. Бєлова. - 2-ге вид., перероб. та дод. - М.: Машинобудування, 1983. - 432 с.
4. Салов, А. І.Охорона праці на підприємствах автомобільного транспорту/А. І. Салов. - М.: Транспорт, 1985. - 351 с.
5. Довідкова книга для проектування електричного освітлення/Под ред. Г. Н. Кноринга. - Л.: Енергія, 1976. - 384 с.
6. Довідкова книга з охорони праці в машинобудуванні / Г. В. Бектобеков, Н. Н. Борисова, В. І. Коротков [та ін.] / За заг. ред. О. М. Русака. - Л.: Машинобудування. Ленінгр. отд-е, 1989. - 541 с.
7. Довідкова книга з світлотехніки / За ред. Ю. Б. Айзенберг. - М.: Вища школа, 1995. - 528 с.
8. СНіП 23-05-95. Природне та штучне освітлення. - М.: Видавництво Мінбуду Росії, 1995. - 35 с.
9. СанПіН 2.2.2/2.4.1340-03. Гігієнічні санітарні вимоги до персональних електронно-обчислювальних машин та організація роботи. - М.: Видавництво МОЗ РФ, 2003. - 22 с.
10. МУ 2.2.4.706-98. Оцінка освітленості робочих місць. - М.: Видавництво Мінтрудсоцрозвитку РФ і МОЗ РФ, 1998. - 29 с.
ДОДАТОК
Загальні засади розрахунку. Розрахунок штучного освітлення ведуть у певній послідовності. Насамперед обирають тип джерела світла, систему освітлення та за таблицею 20.1 визначають норму освітленості. Потім, віддавши перевагу конкретному типу світильників і способу освітлення, розміщують їх у приміщенні і розраховують освітленість в точках, що цікавлять. Після цього уточнюють розміщення та кількість світильників, визначають одиничну потужність ламп.
При виборі джерел світла керуються такими міркуваннями. У приміщеннях з високими вимогами до якості перенесення кольорів, температурою повітря вище 10 °С і відсутністю небезпеки травматизму у зв'язку зі стробоскопічним ефектом віддають перевагу економічним газорозрядним лампам. Люмінесцентне освітлення слід застосовувати у приміщеннях при нестачі або відсутності природного світла та виконанні точних робіт.
Визначаючи систему освітлення, враховують велику економічність системи комбінованого освітлення і на противагу цьому більша досконалість у гігієнічному відношенні системи загального освітлення, оскільки остання дозволяє більш рівномірно розподілити світловий потік та яскравість у полі зору. Поліпшення конструкцій освітлювальних приладівнеминуче повинне призвести до витіснення комбінованого освітлення, тому, по можливості, необхідно виключати використання місцевих світильників. Однак при виконанні робіт I...V розрядів для створення необхідної спрямованості світлового потоку та виключення блискітності доцільно застосовувати комбіноване освітлення.
У разі вибору системи загального освітлення беруть до уваги те, що локалізоване освітлення дозволяє досягти високих рівнів освітленості на окремих ділянках робіт без підвищення економічних витрат. Застосування локалізованого освітлення віддають перевагу також у разі нерівномірного розміщення обладнання за площею приміщення.
Тип світильника визначають за технологічними умовами з урахуванням вимог до розподілу яскравості у полі зору працюючих. Вибір конструктивного виконання світильників залежить від стану повітряного середовища в цьому приміщенні (наявності пилу, вологи, пожежо- або вибухонебезпечних речовин).
Розташування світильників у приміщенні при системі загального освітлення залежить від висоти їх підвісу над освітлюваною площиною. Дотримуючись оптимального відношення відстані між світильниками l до висоті їх підвісу h, досягають необхідної рівномірності освітлення робочих поверхонь. Значення l/h для світильників деяких типів такі: 1,4 - для "Глибоковипромінювача", "Люцети", ОД, ТДВ, ПВЛ-6; 1,5-для "Універсаль", ПУ, ПВЛ-1; 2-для ОСО, Фм.
Необхідно також вибрати відстань l1 між світильниками та стіною. Якщо робочі поверхні горизонтальні і розташовані безпосередньо біля стін, рекомендується приймати l1 = (0,25...0,3)l. Якщо вздовж стін розташовані проходи, то l1 = (0,4...0,5)h.
Світильники з люмінесцентними лампами в приміщенні зазвичай мають ряди. Відстань між рядами приймають рівною (1,2...1,5)/h залежно від типу світильників.
Розрахунок шляхом питомої потужності. Даний метод застосовують для орієнтовних або перевірочних розрахунків освітленості в приміщеннях при рівномірному розташуванні світильників. Значення питомої потужності Ру залежать від багатьох змінних, але для випадків оптимального розташування світильників відомого типу, заданої освітленості та висоти підвісу вони відомі. Їх можна знайти у довідковій літературі.
В цьому випадку потужність однієї лампи, Вт, розраховують за формулою
Pл = РуSп/пл,
де РП - питома потужність світильників, необхідна для освітлення приміщень, Вт/м2; Sп - площа підлоги, м2; пл - число ламп.
Отриманий результат округляють. до найближчого значення стандартної потужності лампи.
У довідниках зазвичай наведено питомі потужності з урахуванням призначення виробничих приміщень. Наприклад, для креслярських залів Ру = 24...28 Вт/м2, для доїльних залів - 15,5, для телятників - 8, для складів - 2,5 Вт/м2 і т.д.
Розрахунок методом світлового потоку. Цей метод дозволяє визначити світловий потік ламп при заданій освітленості робочої поверхні, загальному освітленні з рівномірним розташуванням світильників, з урахуванням відбитого стінами та стелею світла. Метод світлового потоку непридатний у таких випадках: при розрахунку сконцентрованого спрямованого світлового потоку; для локалізованого, місцевого та зовнішнього освітлення; при негоризонтальності робочих поверхонь.
За знайденим значенням Фл та таблиці 20.3 вибирають стандартну лампу, округляючи отримане розрахункове значення світлового потоку у велику сторону. Потім визначають електричну потужність освітлювальної установки та дійсну освітленість, лк:
Од = Фл.тnсηс/(Sпkz),
де Фл.т - світловий потік вибраної лампи, лм.
20.3. Електричні та світлові характеристикиламп
|
Лампи розжарювання |
Люмінісцентні лампи |
|||||
|
Потужність W л, Вт |
Світловий потік Ф л, лм, при напрузі в мережі U с, Вт |
Тип лампи |
Потужність W л,Вт |
Напруга на лампі U л,в |
Світловий потік Ф л, лм |
|
|
ЛДЦ30-4 |
1450 |
|||||
|
ЛД30-4 |
1640 |
|||||
|
ЛХБ30-4 |
1720 |
|||||
|
ЛБ30-4 |
2100 |
|||||
|
1070 |
ЛТБ30-4 |
1720 |
||||
|
1480 |
1320 |
ЛДЦ40-4 |
2100 |
|||
|
2300 |
2000 |
ЛД40-4 |
2340 |
|||
|
3200 |
2950 |
ЛХБ40-4 |
2600 |
|||
|
4950 |
4500 |
ЛБ40-4 |
2580 |
|||
|
9100 |
8200 |
ЛТБ40-4 |
3000 |
|||
|
14250 |
13100 |
ЛДЦ65-4 |
по |
3050 |
||
|
1000 |
19500 |
18500 |
ЛД65-4 |
3570 |
||
|
1500 |
29600 |
28000 |
ЛХБ65-4 |
3820 |
||
|
ЛБ65-4 |
4550 |
|||||
|
ЛТБ65-4 |
3980 |
|||||
|
ЛДЦ80-4 |
3560 |
|||||
|
ЛД80-4 |
4070 |
|||||
|
ЛХБ80-4 |
4440 |
|||||
|
ЛБ80-4 |
5220 |
|||||
|
ЛТБ80-4 |
4440 |
|||||
Розрахунок точковим способом. Даним методом визначають світловий потік ламп, необхідний для створення заданої освітленості при будь-якому розташуванні освітлюваної поверхні та світильників у випадках, коли відбите світло несуттєве. Точковий метод застосовується до розрахунку як внутрішнього, і зовнішнього освітлення.
В основі методу лежить відоме світлотехнічне співвідношення, що визначає залежність освітленості поверхні Е, що створюється точковим джерелом світла, від сили світла I, відстані до поверхні r і кута падіння світла на цю поверхню:
Е = I cos a/r2.
Як розрахункову приймають точку з найменшою освітленістю (точка А на рис. 20.4). Так як світловий потік світильників ще невідомий, то обчислюють не істинну, а умовну освітленість Її, тобто ту, яка була б створена в розрахунковій точці, якби у світильниках обраного типу знаходилися лампи з умовним світловим потоком 1000 лм. Для випадку, що відповідає малюнку 20.4,
де Ii - сила світла вибраного світильника в напрямку розрахункової точки, кд, що визначається за кривими сили світла - графіками просторових ізолюкс конкретного світильника; αi - кут між віссю світильника та лінією, що з'єднує світловий центр світильника із заданою точкою; h = rcos - розрахункова висота підвісу, м.
Мал. 20.4. До розрахунку освітленості, що створюється у точці декількома світильниками
Щоб знайти дійсну освітленість, слід умовну освітленість помножити на коефіцієнт, що враховує відмінність істинного значення світлового потоку прийнятої лампи від умовного і дорівнює 10-3 Фл. Крім того, у формулу для визначення Ед слід ввести коефіцієнт μ= 1,05...1,1, що враховує вплив віддалених світильників та відбитого світла. Необхідно також мати на увазі і той факт, що в процесі експлуатації освітлювальна установка перестає задовольняти вимогам, що висуваються до неї, через "старіння" лампи (світловий потік до кінця терміну служби зменшується на 15...20%), зниження відбивних властивостей поверхонь світильників внаслідок корозії, запилення світильників. Зниження дійсної освітленості від зазначених факторів враховують коефіцієнт запасу k, значення якого знаходяться в межах 1,3...2.
Мал. 20.5. До розрахунку освітленості похилої площини
Якщо необхідно розрахувати освітлення похилої площини, то через розрахункову точку, що лежить на цій площині, проводять допоміжну горизонтальну площину (рис. 20.5). Зв'язок між горизонтальною освітленістю в розрахунковій точці Є і освітленістю похилої площини? виражається співвідношенням
Ен = ψEг, де ψ = cos θ±р sin θ/h. Величини θ, р, h показані малюнку 20.5.
