Расчет искусственного освещения производственных помещений

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 20Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

В производственных помещениях предприятия с постоянным пребыванием рабочих предусматривается искусственное освещение.

При освещении производственных помещений, рабочих мест и других объектов используется как общее, так и комбинированное искусственное освещение.

Общее предназначено для освещения всего помещения. Поэтому светильники общего освещения обычно размещают в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования (общее локализованное).

Комбинированное освещение применяется, когда концентрируют световой поток непосредственно на рабочих местах.

При необходимости дополнительного освещения отдельных рабочих мест прибегают к устройству местного освещения, которое осуществляется установкой светильников с люминесцентными лампами необходимого исполнения по защите от воздействия факторов окружающей среды, а при их отсутствии – светильников с лампами накаливания соответствующего исполнения (табл. 3.120). Наиболее гигиеничным считается свет люминесцентных ламп, поскольку их спектр больше всех приближается к естественному.

Таблица 3.120 – Эксплуатационные группы светильников

Выбор светильников, соответствующих условиям среды и характеру технологического процесса, производится с учетом их светотехнических характеристик, конструктивного исполнения и экономической эффективности от работы проектируемой осветительной установки в зависимости от условий среды производственных помещений (табл. 3.121). Светильники должны также иметь рассеиватель или защитные решетки, исключающие выпадение ламп и их осколков в случае разрушения.

Таблица 3.121 – Группы твердости светотехнических материалов

Задачей расчета искусственного освещения является определение числа и мощности источников света на основе норм освещенности. Применяемые методы расчета искусственного освещения основаны на следующих принципах.

При использовании общего освещения вначале определяется установленная мощность, исходя из площади освещения и принятой удельной мощности, и затем с учетом коэффициента спроса – максимальной (активной) нагрузки.

Расчетная (активная) мощность ламп электрического освещения для создания заданной минимальной освещенности производственных помещений, рабочих мест и других объектов определяется методом удельной мощности с применением коэффициента спроса. Под удельной мощностью понимается отношение суммарной мощности установленных ламп к единой освещаемой площади:

(3.319)

где W – удельная мощность лампы, Вт/м²;

Р – суммарная мощность установленных ламп, Вт;

S – единица освещаемой площади, м².

Тогда мощность устанавливаемых ламп при площади помещения S будет:

Р = W · S. (3.320)

Значения удельной мощности при освещении лампами накаливания напряжением 220 В для наиболее типичных потребителей приведены в таблице 3.122.

Исходя из приведенных принципов, существует несколько методов расчета искусственного освещения:

1. Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальной поверхности.

2. Точечный метод применяется для расчета местного и общего равномерного освещения при любом расположении освещаемой поверхности.

Таблица 3.122 – Удельные мощности при общем и комбинированном

освещении

Расчет по методу коэффициента использования светового потока с учетом отражающего от стены и потолка помещения производится по следующей зависимости:

(3.321)

где F_с – световой поток одного осветительного прибора, лм (принимается по данным таблицы 3.123). По величине светового потока подбирают источники света с учетом их световой и электротехнической характеристики;

Е_н – нормированная освещенность, лк (табл. 3.124);

S_п – площадь помещения, м²;

Z – коэффициент минимальной освещенности (Z = Е_ср / Е_min = 1,1…1,3);

К_з – коэффициент запаса (принимается равным К_з = 1,3…2,0);

n – количество осветительных приборов (источников света);

η – коэффициент использования светового потока на плоскости (зависит от индекса помещения i_п, типа осветительных приборов, отражение пола и потолка).

Количество осветительных приборов (источников света), необходимых для создания требуемой освещенности, определяется по формуле:

(3.322)

Значение освещенности Е_н и система освещения выбираются в зависимости от характера работ в отделении (участке) или в зоне.

Таблица 3.123 – Величина светового потока осветительных приборов

Таблица 3.124 – Нормы освещенности помещений

Коэффициент использования светового потока (η) определяется в зависимости от показателя (i_п), учитывающего форму помещения:

(3.323)

где h_св – высота подвеса осветительных приборов над освещаемой поверхностью (выбирается в зависимости от высоты помещения), м;

a, b – соответственно ширина и высота помещения, м.

Полученные расчетом значения i_п округляют до 0,5 если i_п < 0,5 и до 5, если i_п > 5. Значения коэффициента использования светового потока η_и в зависимости от i_п приведены в таблице 3.125.

Таблица 3.125 – Значения η_и в зависимости от i_п

Для искусственного освещения устанавливаются газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные высокого давления, металлогалогенные, натриевые). При этом удельная мощность ламп зависит от нормируемой освещенности, площади помещения, высоты подвеса, коэффициента запаса и коэффициента отражения от потолка. Примерные значения удельной мощности (коэффициент запаса – 1,5; коэффициент отражения потолка и стен соответственно – 0,5 и 0,3) представлены в таблице 3.126.

Таблица 3.126 – Значения удельной мощности осветительных

установок

При использовании ламп накаливания значение удельной мощности увеличивается на 10…20 %. Марка и типы ламп определяются по таблице 3.127.

Таблица 3.127 – Виды осветительных ламп

При освещении комбинированным светом в такой же последовательности определяется максимальная нагрузка от общего света. Нагрузка от местного освещения подсчитывается по количеству рабочих мест, требующих местного освещения, принятой мощности на одно рабочее место и коэффициента спроса.

Годовой расход электроэнергии при комбинированном освещении, W_г, кВт·ч, определяется путем сложения активных нагрузок от местного и общего освещений по формуле (3.191).

Пример 3.10. Рассчитать электрическое освещение светильниками с лампами накаливания столярного участка мастерской. Размеры помещения a × b × h = 12 × 9 × 4,5 м. Коэффициенты отражения потолка, стен и пола соответственно: ρ_пт = 0,5; ρ_ст = 0,3; ρ_п = 0,1.

Решение. В зависимости от характера технологического процесса данный цех относится к категории В – пожароопасный, класс пожарной опасности П-II. По опасности поражения людей электрическим током цех относится ко второму классу – помещениям с повышенной опасностью.

В соответствии с условиями внутренней среды и характеристикой зрительной работы выберем светильники «Универсаль» без затенителя в пылезащищенном исполнении, оснащенные лампами накаливания. Применение в цехе светильников с люминесцентными лампами недопустимо, поскольку в нем установлены станки с вращающимися деталями. Выберем провод марки АППВ при условии его закрытой прокладки в строительных конструкциях.

По наименьшим размерам объектов, контрасту объекта различения с фоном и характеристике фона назначим общую систему освещения. Примем минимальную освещенность Е_н = 200 лк, коэффициент запаса, характеризующий запыленность и задымленность помещения, К_з = 1,3.

При нахождении рабочей поверхности на расстоянии 1 м от пола примем высоту расположения светильников над уровнем рабочей поверхности h_св = 2 м.

В зависимости от выбранного типа светильника определим наивыгоднейшее отношение расстояния между светильниками (L_св) к высоте их подвеса (h_св):

γ = L_св / h_св = 1,5.

С учетом этого отношения расстояние между светильниками:

L_св = γ · h_св = 1,5 · 2 = 3 м.

Расстояние от стены до первого ряда светильников при условии, что рабочие места у стен отсутствуют:

L₁ = 0,5 · L_св = 0,5 · 3 = 1,5 м.

Расстояние между крайними рядами светильников по ширине помещения:

L₂ = b – 2 · L₁ = 9 – 2 · 1,5 = 6 м,

где b – ширина помещения, м.

Число рядов светильников, которые можно расположить между крайними рядами по ширине помещения:

Общее число рядов светильников по ширине:

n_св.ш.о = n_св.ш + 2 = 1 + 2 = 3.

Расстояние между крайними рядами светильников по длине помещения:

L₃ = a – 2 · L₁ = 12 – 2 · 1,5 = 9 м,

где a – длина помещения, м.

Число рядов светильников, которые можно расположить между крайними рядами по длине помещения:

Общее число рядов светильников по длине:

n_св.д.о = n_св.д. + 2 = 2 + 2 = 4.

Общее число устанавливаемых в помещении светильников:

n_св = n_св.ш.о · n_св.д.о = 3 · 4 = 12.

Определим показатель формы помещения из выражения (3.323):

где S_п – площадь освещаемого помещения (S_п = 12 · 9 = 108 м²).

Учитывая коэффициенты отражения потолка, стен и пола (ρ_пт = 0,5; ρ_ст = 0,3; ρ_п = 0,1), определим для выбранного светильника по таблице 3.125 коэффициент использования светового потока: η_и = 0,53.

Выберем коэффициент неравномерности освещенности Z = 1,0.

Расчетный световой поток одной лампы определим по формуле (3.321):

лм.

Ближайшее к расчетному значение светового потока равно F_л = 4500 лм при напряжении питающей сети U_с = 220 В. При этом мощность одной лампы Р_л = 300 Вт.

Тогда действительная освещенность столярного участка:

лк.

Действительная освещенность оказалась больше нормативной на 1,9 %, что удовлетворяет установленным требованиям.

Суммарная потребляемая мощность системы общего освещения:

Р = Р_л · n_св = 300 · 12 = 3600 Вт.

Таким образом, затраты электроэнергии при работе системы освещения столярного участка мастерской при действительной освещенности на рабочих поверхностях 203,8 лк составят 3,6 кВт·ч.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности