Мости от расположения свето- В СНиП 23-05 нормированные значения приведены для III поя-
вых проемов: а - одно сторон- са светового климата (Москва, Свердловск, Томск, Якутск, Охотск),.
нем– боковом; б – двусторон- Вологда отнесена к II поясу. Для остальных поясов нормированное зна-
нем - боковом; в – вернем; г – чение КЕО определяется по формуле: E= e×m×c,
боковом и верхним где е – КЕО для III пояса светового климата (табл. 1-3 СНиП);
m - коэффициент светового климата (по табл. СНиП);
с - коэффициент солнечного климата (по табл.5 СНиП), в зависимости от светового климата и расположения оконных проемов относительно сторон горизонта (для Вологды с=1).
В СНиП значения КЕО приведены при боковом освещении для зоны с устойчивым снежным покровом (Сыктывкар, Томск, Иркутск, Охотск, Магадан) и для остальной территории страны (включая Вологду).
Принято нормировать минимальную освещенность на более темном участке рабочей поверхности. При этом учитываются: точность зрительной работы, коэффициент отражения рабочей поверхности и контраст объекта различения с фоном.
Точность работы определяется наименьшим размером (в мм) объекта различения, за который принимается предмет, его часть или дефект, различаемые во время работы (риска, трещина, линия на чертеже).
Если работа связана с повышенной опасностью травматизма или напряженная зрительная работа выполняется в течение всего рабочего дня, то нормы освещенности повышаются на одну ступень согласно шкале освещенности.
В помещениях, где выполняют работу малой и очень малой точности, при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания, нормы освещенности снижаются на одну ступень.
Нормируются также качественные показатели: ослепленности, дискомфорта и пульсации излучения, характеризующие свет от блеских источников, неравномерное распределение яркостей в поле зрения и изменение яркости освещения (люминесцентные лампы).
Совмещенное освещение допускается в случаях, когда при условиях технологии или организации производства, а также при условиях планировки невозможно обеспечить нормированное значение КЕО, за исключением жилых кухонь, учебных помещений и др. В качестве искусственного освещения в данном случае используются газоразрядные лампы.
Прямые солнечные лучи в больших дозах вредны: вызывают слепимость и повышают температуру воздуха в помещениях, нагревают оборудование. Все это ведет к утомлению зрения, к потере ориентации, к снижению производительности труда, авариям, травмам. Поэтому в производственных помещениях (II-V климатических районах) предусматриваются солнцезащитные устройства (жалюзи, шторы).
47. Принцип расчета естественного освещения[3, с. 133; 7, с. 89]
Расчет естественного освещения производится по различным методикам (одна из них приведена в устаревших СНиП II-4 - приложение 5).
Расчет заключается в определении площади световых проемов для помещения по следующим формулам.
При боковом освещении
При верхнем освещении
где:
S0, Sф – площадь окон и фонарей. м2;
Sn - площадь пола, м2;
en - нормированное значение КЕО;
Kз - коэффициент запаса (Kз = 1,2 –2,0);
n о, nф - световые характеристики окна, фонаря;
t о, t ф - коэффициенты пропускания общий и фонаря (учитывают оптические свойства стекла, потери света в переплетах, из-за загрязнений остекленных поверхностей и др.);
r1, r2 - коэффициенты, учитывающие отражение света при боковом и верхнем освещении;
Кзд , Кф - коэффициенты, учитывающие затемнение окон противостоящими зданиями (1-1,7) и тип фонаря.
Значения коэффициентов определяются по таблицам СНиП.
Для ориентировочных расчетов иногда применяется следующая формула:
где:
Fc, Fn - площадь световых проемов и пола, м2.
48. Источники искусственного освещения[4, с. 134; 7, с. 89; 8, c. 113; 9, с. 38]
Искусственное освещение осуществляется в темное время суток при помощи осветительных приборов, состоящих из светильников (рис. 20).
Электрический светильник представляет собой совокупность источника света и арматуры. Наиболее важной функцией осветительной арматуры является перераспределение светового потока, которое повышает экономичность осветительной установки.
Под светильником понимается комплект лампы (источника света) и осветительной арматуры. Светильник обеспечивает крепление лампы, подсоединение к ней электрического питания, предохранение ее от загрязнения и механического повреждения. Светильники предназначены для размещения в них ламп в целях повышения санитарно-гигиенических качеств освещения и снижения расхода электроэнергии. Они устраняют слепящее действие источника света, что обеспечивается защитным углом светильника.
Рис.20. Светильники: а – УПД; б – УПМ-15; в – НСП-07; г –ПО-02; д – ВЗГ; е –ЛОУ; ж – ПВЛП; з –вентилируемый; и – щелевой световод; 1- воздухопроводы; 2 – люминесцентная лампа; 3 – оптическая система; 4 –источники света; 5 – канал световод; 6 – отражающее покрытие; 7 – щель.
Светильники классифицируются:
· · по назначению - общего и местного освещения;
- по конструктивному исполнению - открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащищенные, взрывозащищенные (взрывонепроницаемые и повышенной надежности против взрыва);
· · по распределению светового потока - прямого света, преимущественно прямого света, рассеянного света, отраженного света, преимущественно отраженного света; такое подразделение основано на отношении светового потока, излучаемого в нижнюю сферу, к полному световому потоку светильника.
В помещениях с невысокими отражающими свойствами стен и потолков целесообразно применять светильники прямого света. В помещениях , стены и потолки которых обладают высокими отражающими свойствами, надлежит устанавливать светильники преимущественно непрямого света, направляющие часть светового потока на потолок. В высоких помещениях рационально применять светильники концентрированного светораспределения. Они значительно увеличивают силу света лампы по оси светильника и направляют основную часть светового потока вниз, непосредственно на рабочие места. В помещениях с большой площадью и небольшой высотой целесообразно использовать светильники более широкого светораспределения.
При выборе типа светильника важнейшим требованием является учет условий среды. В помещениях с нормальной средой к конструкции светильника не предъявляется специальных требований. Это же относится и к помещениям влажным и сырым, но с одним требованием - патрон должен иметь корпус из изоляционных влагостойких материалов. В помещениях особо сырых, с химически активной средой, пожаро- и взрывоопасных конструкция светильника должна отвечать специальным требованиям.
Светильники местного освещения предназначены для освещения места выполнения работы, они укрепляются обычно на шарнирных кронштейнах, обеспечивающих возможность их перемещения и изменения направления светового потока. Поскольку светильники местного освещения располагаются в непосредственной близости от глаз работающего, необходимо, чтобы защитный угол светильника был не менее 30 град, а при расположении светильника не выше уровня глаз работающего - не менее 10 град, что исключает ослепление и правильно освещает рабочее место.
Важным назначением осветительной арматуры является предохранение глаз работающих от воздействия чрезмерно больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения. Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника.
Защитный угол (рис.21) - это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя.
Осветительная арматура служит для предохранения источника света от загрязнения и механического повреждения. Она необходима также для подводки электрического питания и крепления ламп.
Основные характеристики ламп: номинальное напряжение, электрическая мощность, световой поток, световая отдача и срок службы.
Рис.21. Защитный угол светильника:
а – с лампой накаливания; б – с люминесцентными.
В осветительных установках промышленных предприятий применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. В лампах накаливания используется тепловое оптическое излучение - способность нагретого до высокой температуры тела (нити из тугоплавкого металла) излучать видимый свет. В лампе накаливания световой поток зависит от потребляемой электрической мощности и температуры вольфрамовой нити, помещенной в стеклянную колбу, наполняемую при изготовлении инертным газом: аргоном, ксеноном, криптоном и их смесями. Это обеспечивает повышение температуры вольфрамовой нити и уменьшает ее распыление.
Выпускаются следующие типы ламп накаливания: вакуумные, газонаполненные (смесью аргона и азота), биспиральные, с криптоновым наполнением и галогенные. Лампы накаливания несложны в изготовлении, просты и надежны в эксплуатации. К их недостаткам следует отнести: низкую световую отдачу (в три-шесть раз меньшую по сравнению с газоразрядными
лампами), небольшой срок службы (около 1000ч), неблагоприятный спектральный состав, искажающий светопередачу. В них видимое излучение преобладает в желтой и красной частях спектра при недостатке в синей и фиолетовой его частях по сравнению с дневным естественным светом. Лампы накаливания обладают большой яркостью, но не дают равномерного распределения cветового потока.
Чтобы исключить прямое попадание света в глаза и вредное воздействие большой яркости на зрение, нить накаливания лампы необходимо закрывать. Помимо этого, при применении открытых ламп почти половина светового потока не используется для освещения рабочих поверхностей, поэтому лампы накаливания устанавливают в осветительной арматуре.
Галогенные лампы накаливания с вольфрамовой нитью содержит в колбе пары определенного галогена (например, йода), который повышает температуру накала нити и исключает её испарение. У этих ламп более продолжителен срок службы и более высокая теплоотдача.
Газоразрядные источники света включают лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления (ртутные, ксеноновые). Газоразрядные лампы дают свет в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов, паров металла и их смесей. Они имеют следующие преимущества по сравнению с лампами накаливания: пожаробезопасны (низкая температура поверхности колбы), высокую светоотдачу, в несколько раз большую, чем у ламп накаливания, весьма продолжительный срок службы (8-14 тыс. ч); спектр излучения люминесцентных ламп близок к спектру естественного света.
К недостаткам газоразрядных ламп надо отнести относительно сложную схему включения и необходимость специальных пусковых приспособлений, поскольку напряжение зажигания у этих ламп значительно выше напряжения сети, а период разгорания продолжителен. Эти лампы могут дать стробоскопический эффект, выражающийся в искажении зрительного восприятия (быстродвижущиеся или вращающиеся детали могут казаться неподвижными). Это явление возникает в результате пульсации светового потока, которая к тому же может вызывать помехи радиопередач. Наличие стробоскопического эффекта в большинстве производственных помещений недопустимо. Устранить его можно, пользуясь специально разработанными схемами включения люминесцентных ламп. Эти схемы требуют установки соответствующей пускорегулировочной аппаратуры, в которой предусмотрены также конденсаторы для повышения коэффициента мощности установки и устранения радиопомех.
Люминесцентные лампы представляют собой прозрачную стеклянную трубку с впаянными по концам электродами, наполненную дозированным количеством ртути и инертного газа. Внутренняя поверхность трубки покрыта тонким слоем люминофора, в зависимости от вида которого создается та или иная цветность излучения. Промышленность выпускает люминесцентные лампы белого света (ЛБ), теплого белого света (ЛТБ), холодного белого света (ЛХБ), дневного света (ЛД), с исправленной цветопередачей (ЛДЦ).
Освещение люминесцентными лампами следует применять в помещениях, в которых необходимо создать особо благоприятные условия для зрения. Например, при выполнении точных работ, требующих значительного зрительного напряжения, или при выполнении работы, связанной с различением цветовых оттенков, а также в помещениях с постоянным пребыванием людей при недостаточном или вообще отсутствующем естественном освещении.
Если по условиям работы необходимо правильное различение цветов и их оттенков, надлежит применять лампы ЛДЦ. При работе с блестящими поверхностями в установках общего освещения следует применять люминесцентные лампы ЛД, поскольку их световая отдача выше, а глубина колебаний светового потока меньше. При этом в светильниках местного освещения целесообразно использовать лампы ЛХБ и ЛД.
Люминесцентные лампы чувствительны к температуре окружающего воздуха, оптимальной величиной которой является температура 20 - 25 град. Отклонение температуры от оптимального предела вызывает уменьшение светового потока лампы. При температурах, близких к 0оС, зажигание ламп затруднено.
Ртутные лампы высокого давления ДРЛ имеют следующее устройство. В кварцевой трубке, содержащей дозированную долю ртути и инертного газа, происходит электрический разряд. Трубка помещена в колбу из жароустойчивого стекла, внутренние стенки которой покрыты слоем люминофора.
Ультрафиолетовое излучение в кварцевой трубке воздействует на люминофор и вызывает его свечение. Световая отдача ртутных и люминесцентных ламп примерно одинаковая. Срок их службы около 5000 ч. Режим работы ртутных ламп высокого давления в отличие от люминесцентных ламп низкого давления не зависит от температуры окружающей среды. Включение их в сеть производится посредством специального прибора включения (ПРА).
Особую группу осветительных приборов составляют прожекторы, в которых с помощью системы линз и зеркал свет концентрируется узким лучом. Прожекторы широко используются для освещения открытых пространств, карьеров, территорий предприятий, строительных площадок, складов и др.
Перспективным является применение световодов (рис. 20, и) , передающих свет от естественного или искусственного источника на значительное расстояние, что особенно целесообразно во взрыво- и пожароопасных помещениях.
49. Классификация искусственного освещения[7, с. 89; 8, c.106; 9 с. 38; 24, с. 63]
Искусственное освещение выполняется двух систем: общее и комбинированное (общее с местным). Для освещения помещений должны предусматриваться газоразрядные лампы (люминесцентные, металлогалогенные, натриевые, ксеноновые), допускается применение ламп накаливания. Освещение применяется и в лечебных профилактических целях: ультрафиолетовое облучение (кварцевые лампы, эритемные лампы).
По назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и специальное.
Рабочее освещение должно предусматриваться для всех помещений и открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
В системе комбинированного освещения общее освещение должно создавать не менее 10 % от нормируемой освещенности. Для местного освещения используются светильники с непросвечивающими отражателями с защитным углом не менее 30 градусов.
Аварийное освещение следует предусматривать, если отключение рабочего освещения может вызвать: взрывы, пожар, отравление людей, длительное нарушение технологического
процесса, нарушение обслуживания больных в операционных, нарушение режима детских учреждений. Наименьшая освещенность рабочих поверхностей должна быть не менее
5 % от нормируемого рабочего, но не менее 2 лк. внутри зданий и 1 лк для территорий предприятия.
Эвакуационное освещение предусматривается:
а) в местах, опасных для прохода людей;
б) в проходах и на лестницах при числе эвакуирующихся более 50 чел;
в) по основным проходам помещений, в которых работает более 50 чел;
г) в лестничных клетках жилых домов высотой 6 и более этажей и др. случаях по СНиП. Эвакуационное освещение обеспечивает наименьшую освещенность на полу проходов: в помещениях - 0,5 лк; на открытых территориях - 0,2 лк.
К специальным видам освещения относятся охранное и дежурное. Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время: освещенность 0,5 лк на уровне земли.
50. Нормирование и принцип расчета искусственного освещения [4, с.135; 7, с. 84; 8, c.118, 126; 9, с. 38; 24, с. 66; 28, c. 100 ]
Искусственное освещение нормируется согласно СНиП 23-05. Освещенность рабочих поверхностей мест работ вне зданий нормируется в зависимости от характера работы по разрядам зрительной работы от IX (точные работы - отношение наименьшего размера объекта различения к расстоянию до глаз не менее 0,005) и до XIII (различение крупных предметов).
Наружное освещение должно иметь управление, независимое от управления освещением внутри здания. СНиП нормирует и высоту установок наружного освещения для ограничения их слепящего действия. Расчет искусственного освещения сводится к решению следующих вопросов: выбор системы освещения, типа источников света, нормы освещенности, типа светильников, расчета освещенности на рабочих местах, уточнение размещения и числа светильников, определение одиночной мощности ламп.
Применяются различные методики расчета, наиболее простой - метод удельной мощности W, применяемый для ориентировочных расчетов:
W =n*P/S,
где
n – число светильников;
P – мощность лампы, Вт;
S – освещаемая площадь, м2.
Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике с учетом: типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой освещенности.
Другой метод расчета -по коэффициенту использования светового потока, т.е. определяется поток, необходимый для создания заданной освещенности горизонтальной поверхности при общем равномерном освещении с учетом света, отраженного стенами и потолком:
для ламп накаливания и ламп типа ДРЛ, ДРИ и Днат
F =E*S*z*K/n*u
Для люминесцентных ламп
n =E*S*z*K/F*u*m,
где
F – световой поток одной лампы;
E - нормированная освещенность, лк;
S - площадь помещения, м2;
z, K – поправочные коэффициенты светильника и запаса (от 1,1 до 1,3);
n - число светильников;
u, m – коэффициенты использования в зависимости от типа ламп.