Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП))

Выбор типа светильников следует производить с учетом характера их светораспределения, экономической эффективности и условий окружающей среды. Это означает, что ОП должны соответствовать типу лампы; конкретной светотехнической функции (общего, местного или комбинированного освещения); форме фотометрического тела, классу светораспределения и типу КСС; возможности перемещения при эксплуатации (стационарные и переносные); способу установки; классу защиты от поражения электрическим током и степень защиты от пыли и воды; исполнение для работы в определенных условиях эксплуатации; способ питания ламп; возможность изменения светотехнических характеристик и т.д.

Условия окружающей среды, соответствующие помещения и зоны приводятся ниже:

Пожароопасные помещения и зоны класса:

П-I – Помещения, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки паров выше 61°С (например, склады минеральных масел и т.д.)

П-II – Помещения, в которых выделяются горючие пыли или волокна с нижним концентрационным пределом воспламенения более 65 г/м3.

П-IIа – Помещения, в которых обращаются твердые или волокнистые горючие вещества.

П-III – К зонам класса П-III относятся зоны, расположенные вне помещения, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61°С (например, открытые склады минеральных масел) или твердые горючие вещества (например, открытые склады угля, торфа, дерева и т.д.).

Помещения:

Пыльные: Помещения, в которых по условиям производства выделяется технологическая пыль (проводящая или непроводящая) в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин, аппаратов и т.п.

Сухие: Помещения, в которых относительная влажность не превышает 60% при 20°С. Нормальные сухие помещения в которых отсутствуют условия характерные для помещений жарких и пыльных и с химически активной средой.

Влажные: В которых пары или конденсирующаяся влага выделяется лишь временно и в небольших количествах и относительная влажность которых более 60%, но не выше 75% при 20°С.

Сырые: В которых относительная влажность длительно превышает 75% при 20°С.

Особо сырые: Помещения, в которых относительная влажность воздуха близка к 100% (потолок, стены, пол и предметы, находящиеся в помещении, покрыты влагой) при 20°С.

Жаркие: Помещения, в которых температура длительно превышает 30°С.

Химически активные: Помещения, в которых по условиям производства постоянно или длительно содержатся пары или образуются отложения, действующие разрушающе на изоляцию и токоведущие части электрооборудования.

С повышенной опасностью: Характеризуются наличием в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

- сырости или проводящей пыли;

- токопроводящих полов;

- высокой температуры;

- возможности одновременного прикосновения человека к заземленным конструкциям зданий и корпусам технологических механизмов с одной стороны и корпусам электрооборудования с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

- особой сырости;

- химически агрессивной среды;

- одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

Во взрыво- и пожароопасных зонах следует применять светильники, удовлетворяющие требованиям глав 7.3 и 7.4 ПУЭ [13]. Минимально допустимую степень защиты светильников по ГОСТ 17677-82-1 и ГОСТ-14254-80 для освещения непожаро- и невзрывоопасных помещений с разными условиями среды следует принимать по таблице 4.

Указания по выбору светильников различного назначения и их светотехнические характеристики приведены в [8], (глава третья) и приложении 3.

Таблица 4

№ п.п. Минимально допустимая степень защиты светильников Тип источника света Условия среды
Нормальные Влажные Сырые Особо сырые Химически активные Пыльные Жаркие
IР20 ЛЛ + * -- -- -- * +
IР20 ЛН, ГЛВД + * * -- -- * +
IР23 ЛЛ, ЛН, ГЛВД (--) + * * * * *
2¢0 ЛЛ + * (--) -- -- -- *
2¢0 ЛН, ГЛВД + * (--) -- -- -- *
5¢0 ЛН, ГЛВД (--) (--) * -- * + +
5¢3 ЛН, ГЛВД (--) (--) * * * + *
IР51 ЛН (--) (--) + + * + *
5¢4 ЛЛ (--) (--) + + + + +
IР53 ЛН, ГЛВД (--) (--) + + + + *
IР54 ЛЛ (--) (--) + + + + *
IР54 ЛН (--) (--) + + + + *
IР54 ГЛВД (--) (--) + + + + *

Примечание: В таблице 4 использованы следующие условные обозначения:

«+» – светильники рекомендуются;

«*» – светильники допускаются;

«--» – светильники запрещаются;

«(--)» – применение светильников возможно, но не целесообразно.

Размещение светильников

При размещении ОП в производительных помещениях и установках наружного освещения необходимо учитывать следующие основные условия:

а) создание нормируемой освещенности наиболее экономичным путем;

б) соблюдение требований к качеству освещения (равномерность, направление света, ограничение теней, пульсации освещенности, а также прямая и отраженная блескость);

в) безопасный и удобный доступ для обслуживания;

г) наименьшую протяженность и удобство монтажа групповой сети;

д) надежность крепления ОП.

Расположение светильников может быть светотехнически наивыгоднейшим, энергетически наивыгоднейшим и экономически наивыгоднейшим. Решением задачи является обычно определение отношения расстояния между светильниками L к расчетной высоте h, обозначаемого λ с индексами «С», «Э» и «О» соответственно. Уменьшение значения λ удорожает устройство и обслуживание освещения, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и возрастанию расходов энергии. Рекомендации по выбору λ приведены в табл.5. Расчетное значение λ принимается по табл.5 в зависимости от источника света и вида КСС светильника. Расстояние между светильниками в ряду или между рядами светильников определяется по формуле:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , м.

Светильники с люминесцентными лампами рекомендуется устанавливать рядами, преимущественно параллельно длинной стороне помещения или стене с окнами. Значение L в этом случае числится как расстояние между рядами.

Типичные случаи расположения светильников в разрезе и плане производственного помещения показанного на рис.1.

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Рис. 1. Схемы расположения светильников:в разрезе - а); плане - б) и в).

Расстояние крайних рядов светильников от стены принимается в пределах Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru в зависимости от наличия вблизи стен рабочих мест. Для помещения с геометрическими размерами Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , м, где LА и LВ – соответственно длина и ширина помещения, число рядов светильников, расположенных параллельно длинной стороне помещения, вычисляется по формуле:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru ,

где lв – расстояние крайних рядов светильников до стены А. Затем полученное значение n округляется до ближайшего целого числа, уточняется при неизменном L значение la и проверяется выполнение условия Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Таблица 5

Тип КСС λс λэ
К – концентрированная 0,6 0,6
Г – глубокая 0,9 1,0
Д – косинусная 1,4 1,6
М– равномерная 2,0 2,6
Л – полуширокая 1,6 1,8

Светильники с «точечными» источниками света (лампы накаливания и газоразрядные лампы ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и т.д.) располагаются по вершинам квадратных, прямоугольных или треугольных световых полей, и в общем случае число светильников в ряду N определяется по формуле:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru ,

где la – расстояние крайних светильников в ряду до стены В.

В случае прямоугольных полей расстояние Lа между светильниками в ряду должно быть больше расстояние между рядами светильников Lв. Общепринято выдерживать соотношение Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru . В пределе при Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru получим квадратное световое поле.

Методика расчета схемы расположения светильников в цехе промышленного предприятия без учета расположения оборудования и затеняющих конструктивных элементов здания изложена в примерах 1 и 2.

Пример 1. Освещение механического цеха выполнено люминесцентными лампами в светильниках ЛСП 02, расположенными в виде светящих линий. Размеры цеха: А×В×Н = 48×24×6, м. Высота рабочей поверхности hp = 0,8 м (по СНиП). Расстояние светильника от перекрытия (высота свеса) hc = 0,5 м. Определить число рядов светильников и изобразить схему их размещения.

Решение:1. Расчетная высота светильника: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

2. Расстояние между рядами светильников: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , где λс = 1,4 для светильников с косинусным светораспределением в соответствии с табл.5 и табл.4.16 [8] . Согласно паспортным данным светильник ЛСП 02 имеет косинусную КСС. Тогда Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м. Окончательно принимаем значение L = 6,5 м.

3. Число рядов светильников при их расположении параллельно длинной стене цеха:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru Принимаем n=4, тогда Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

 
  Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Отношение lb к LB находится в диапазоне Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , что удовлетворяет принятым условиям. Схема расположения светильников с учетом результатов расчета примера 1 показана на рис.2.

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Рис.2. Схема расположения светильников примера 1.

Пример 2.Инструментальный цех освещается лампами ДРЛ в светильниках РСП 05 с КСС типа Г. Размеры цеха А×В×Н = 60×30×10 м. Наметить размещение светильников в цехе при значениях высоты рабочей поверхности h p= 0,8 м и высоты свеса hc = 1,2 м.

Решение: 1. Расчетная высота светильника:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

2. Выбирая по табл.5 значение λэ = 1 для светильника с глубокой КСС, определим расстояние между светильниками в ряду, расположенным параллельно длинной стороне цеха: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

2. Число светильников в ряду:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru Выбираем N'=8, Расстояние до длинной стены lа можно определить по формуле:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

Отношение Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , что несколько меньше 0,3, но может быть принято к реализации (с учетом рекомендаций СНиП 23 – 05 – 95 по уровням горизонтальной освещенности общего освещения в системе комбинированного в проходах цеха без рабочего оборудования).

4. Число рядов светильников:

а) При расположении светильников по вершинам квадратных световых полей выполняется равенство Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м. Тогда число рядов светильников:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Выбираем n=4 и определяем число светильников в цехе:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Уточним значение lb для выбранного числа рядов светильников

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

Отношение Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , что удовлетворяет условию Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

б) При расположении светильников по вершинам прямоугольных полей значение Lb выбираем из условия Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru или Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Тогда Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru или Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru . Выбираем значение Lb = 6 м и рассчитываем число рядов светильников:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Принимая значение n = 5 определяем число светильников в цехе: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

При этом Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м как и в предыдущем случае.

               
  Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru   Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru   Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru   Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Схема расположения светильников примера 2 для рассмотренных случаев расположения светильников по вершинам квадратных и прямоугольных световых полей показана на рис.3. Окончательный выбор схемы расположения светильников производится после расчета наименьшей освещенности в контрольных точках цеха и определения значения коэффициента неравномерности (под наименьшей понимается величина нормируемой освещенности для конкретного типа производства в соответствии со СНиП 23-05 95).

 
  Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru
Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

Рис.3. Схема расположения светильников примера 2: а) – для квадратных световых полей; б) – для прямоугольных световых полей

1.3. Расчет прямой составляющей освещенности

1.3.1. Задачи расчета

При расчете осветительной установки (ОУ), как правило, определяют число и мощность источников света для реализации нормированной освещенности в заданной точке пространства. В некоторых случаях проводят поверочные расчеты существующей осветительной установки с целью оптимизации ее количественно – энергетических показателей.

В зависимости от поставленной задачи выбирается метод расчета:

- метод коэффициента использования светового потока – предназначенный для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. Для этой же цели служат различные упрощенные формы этого метода;

- точечный метод – служит для расчета освещения как угодно расположенных поверхностей отосительно светильника и при любом распределении освещенности.

Отметим, что независимо от выбранного метода расчета освещенности размещение светильников должно проводится с учетом размещения оборудования и его затеняющих свойств.

1.3.2. Расчет освещенности по методу коэффициента использования

При расчете освещенности от точечного источника методом коэффициента использования используется рабочая формула:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru лк, из которой в зависимости от поставленной задачи можно получить:

- суммарный световой поток ламп светильника Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru ;

- число светильников Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Значение коэффициента минимальной освещенности z на практике принимают равным 1,15 при расположении светильников по вершинам квадратных световых полей и z = 1,1 при освещении линиями люминесцентных светильников. В установках отраженного света или хорошо отражающих стенах z = 1.

При известном числе светильников рассчитывается поток Ф и выбирается по каталогу стандартная лампа так, чтобы ее поток отличался от расчетного значения потока Ф не более, чем на -10 ÷ +20%. В противном случае корректируется значение N.

При расчете освещенности от светящих линий люминесцентных светильников в выражение для Ен подставляется число рядов n вместо числа светильников N, т.е.:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , где Ф – суммарный поток ламп светящей линии.

При выбранном типе светильника с люминесцентными лампами и суммарным световым потоком Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru Фнчисло светильников в ряду Nс.л. (светящей линии) равно: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Суммарная длина Nс.л. светильников должна быть сопоставимой с длиной помещения и в случае отличия возможна реализация одного из трех случаев:

1) При превышения длины светящей линии над длиной помещения возможны следующие решения:

а) увеличение числа рядов светящих линий;

б) компоновка рядов на сдвоенных (строенных и т.д.) светильниках;

в) применение люминесцентных ламп с большим значением Фн.

2) Устройство непрерывного ряда светильников при равенстве длин светящей линии и помещения.

3) Устройство разрывного ряда светильников светящей линии с равномерными расстояниями между светильниками в ряду, удовлетворяющего условию, что расстояние между светильниками λ не превысит половины расчетной высоты h.

Коэффициент использования η, определяющий экономичность светильника, зависит от его К.П.Д. (пропорционально), КСС, от коэффициентов отражения потолков ρп, стен ρс, расчетной плоскости ρр и от значения индекса помещения і, который определяется по формуле:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru , где А и В – стороны помещения; S – его площадь;

h – расчетная высота.

Зависимость η от перечисленных факторов учитывается тем, что для каждого светильника или группы светильников с близкими характеристиками составляется отдельная таблица коэффициентов использования, в которой также учитывается характерное значение λссветильника и коэффициенты отражения. Отметим, что коэффициенты отражения оценивается субъективно или предположительно и так как их точные значения неизвестны, то из усредненных значений ρп= ρс= 70; 50; 30; 10 % и ρр= 30; 10; 0 % выбираются их наиболее вероятные сочетания .

Значения индекса помещения i и коэффициента использования η в функции модуля помещения и коэффициентов отражения приведены в приложении 4.

Пример 3 Выполнить светотехнический расчет осветительной установки механического цеха по данным примера 1 методом коэффициента использования.

а) По табл. П2-3 и П2-5 приложения 2 для общего освещения в системе комбинированного принимаем Ен= 300 лк и Кз= 1.5.

В качестве источника света выбираем лампу ЛБ-80 с номинальным световым потоком Фн=5200 лк (см табл. П1-1), в светильнике ЛСП 02 (группа 2 согласно табл. 3.2 [8]).

б) Определяем индекс помещения:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

в) По значению i и принятым значениям коэффициентов отражения ρп = 0.7; ρс = 0.3; .ρр = 0.1; (см табл. П4-3 приложения 4) находим по данным табл. П4-4 коэффициент использования светового потока η = 0,69.

г) Определяем световой поток одного ряда ламп (по расчетным данным примера 1 значение n = 4):

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru лм.

д) Число светильников в ряду (каждый светильник с двумя лампами):

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

Принимаем Nс.л.=20, тогда при длине светильника ЛСП 02 (по [8], табл.3.9) lс.в.=1,534 м суммарная длина светильников в ряду составит:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м < 48 м.

При расположении светильников в ряд суммарный разрыв между светильниками составит: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru м.

Тогда расстояние между соседними светильниками в ряду составит:

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru

При полученном соотношении между λ и Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru ряд светильников можно считать сплошным (сплошная светящая линия).

Пример 4. Выполнить светотехнический расчет осветительной установки инструментального цеха по данным примера 2 методом коэффициента использования при заданных значениях коэффициентов отражения ρп = 0,7; ρс = 0,5; .ρр = 0,1.

а) Определяем индекс помещения: Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru .

б) По данным табл. 5.9. [8] или П4-4 для найденного значения i и заданных коэффициентов ρп, ρс, ρр определяем значение η = 0,76 (для светильника РСП 05 с КСС типа Г).

в) При Ен = 300 лк и Кз = 1,5 получим расчетное значение светового потока одной лампы (светильники расположены по вершинам прямоугольных полей):

Выбор типа светильника (осветительных приборов (ОП)) - student2.ru лм.

По результатам расчета по данным табл. П1-1 выбираем лампу типа SPX EKO ARC 295 Wс номинальным световым потоком Фн=32000 лм фирмы Silvania или лампу типа NAV E 400 DE LUXEфирмы Osram.

Наши рекомендации