Искусственное освещение. Нормирование и порядок расчета искусственного освещения по методу использования светового потока
5. Расчет бокового одностороннего естественного освещения в
производственном помещении.
Целью расчета естественного освещения является определение площади
световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон,
обеспечивающих нормированное значение КЕО.
5.1 Определение нормированного значения К.Е.О.
Нормированное значение коэффициента естественной освещенности вычислим
по формуле
где – номер группы административно-территориального района по
обеспеченности естественным светом. Для заданного города (г.
Астрахань) принимаем N =5.
значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП
23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном
помещении и системы естественного освещения. Для заданного II разряда
принимаем
коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в
зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам
горизонта и номера группы административного района. Принимаем для
расчета
%
5.2 Определение суммарной площади световых проемов.
При боковом одностороннем освещении суммарная площадь световых проемов
определяется по формуле:
, [ м 2 ]
где S 0 – суммарная площадь всех световых проемов, м 2 ;
S П – площадь пола помещения, м 2 ;
e N – нормированное значение К.Е.О.
з 0 – световая характеристика окна , определяется по таблицам
СНиП на основании отношений L П /В и В/ h 1 :
; з 0 =18
К 3 – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение
светопропускающего материала светового проема, зависит от типа
помещения и от расположения стекол . При вертикальном расположении К 3
=1,2;
К 3Д – коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими
зданиями. При отсутствии противостоящих зданий К 3Д =1;
r 1 – к оэффициент, учитывающий отраженный свет. Принимаем r 1
=1,2;
ф 0 – общий коэффициент светопропускания светового проема.
ф 1 – коэффициент светопропускания материала. Для оконного окна
0,8;
ф 2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплетах окна.
Для деревянных спаренных оконных рам 0, 8 5.
ф 3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих
конструкциях. При отсутствии несущих конструкций 1.
ф 4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных
устройствах. При отсутствии таковых 1.
Вычислим суммарную площадь световых проемов:
5.3 Определение количества световых проемов
Площадь одного светового проема
м 2
Тогда, количество световых проемов вычислим по формуле
6. План и разрез помещения с указанием принятых световых
2.5. Источники искусственного света
В осветительных установках, предназначенных для освещения предприятий, в качестве источников света широко используются газоразрядные лампы и лампы накаливания.
К основным характеристикам источников света относятся: номинальное напряжение. В; электрическая мощность, Вт; световой поток, лм; световая отдача, лм/Вт (данный параметр является главной характеристикой экономичности источника света); срок службы, ч.
Тип источника света на предприятиях выбирают, учитывая технико-экономические показатели, специфику производственных процессов, а также санитарно-гигиенические, эстетические и противопожарные требования, предъявляемые к освещению.
Лампы накаливания относятся к тепловым источникам света. Нить накала
под действием электрического тока нагревается до высокой температуры и излучает поток лучистой энергии. Лампы накаливания имеют относительно низкую стоимость; удобны в эксплуатации;
характеризуются широким диапазоном мощностей и напряжений; разнообразны по конструкции; не требуют больших затрат на оборудование. Наряду с достоинствами им свойственны и существенные недостатки: большая .яркость (до 300000 кд/м2); низкая световая отдача 7-20 лм/Вт; преобладание в спектре желтых и красных тонов, что искажает цветопередачу; сравнительно малый срок службы (до 2000 ч); значительное колебание светового потока при колебаниях напряжения осветительной сети; большой нагрев (до 140°С и выше), что делает их пожароопасными. Эти лампы предусматривают обычно для местного освещения, а также для освещения помещении с временным пребыванием людей и т.п.
В последнее время получили большое распространение лампы накаливания с йодным циклом - галоидные лампы. Наличие в колбе паров йода дает возможность довысить температуру накала спирали. Образующиеся • при работе лампы пары вольфрама соединяются с йодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль, препятствуя ее распылению. Срок службы этих ламп до 3000 часов, световая отдача до 40 лм/Вт, спектр излучения близок к естественному.
Газоразрядные лампы - это приборы, в которых излучение оптического диапазона спектра возникает в люминофоре, покрывающем колбу, под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда в атмосфере инертного газа и парах ртути. Основным преимуществом газоразрядных ламп перед лампами ,накаливания является большая световая отдача 50-110 лм/Вт (натриевые до НО, металлогалогенные до 100, люминесцентные до 75, ртутные до 60, ксеноновые до 40 лм/Вт). Срок службы - до 12000 ч, температура нагрева (люминесцентных) до 30-60°С. От газоразрядных ламп можно получить световой поток практически в любой части спектра. Это достигается соответствующим подбором шюминофора и состава инертных газов и паров металлов, в атмосфере которых происходит разряд.
Однако им свойственны и недостатки. В первую очередь это необходимость использования сложных схем подключения их к сети, связанная с особенностями разряда, так как для его зажигания требуется более высокое напряжение, чем для устойчивого горения. Номинальный режим газоразрядных ламп устанавливается только спустя некоторое время после включения; без инерционность излучения ламп, питающихся переменным током, приводит к появлению пульсации светового потока, что может вызвать стробоскопический эффект. В каждой люминесцентной лампе содержится небольшое количество металлической ртути, которая при разрушении колбы загрязняет окружающее пространство, поэтому вышедшие из строя люминесцентные лампы подлежат обязательной утилизации.
Уменьшить пульсацию газоразрядных ламп можно, включив в разные фазы сети переменного тока две или три лампы в светильнике или используя двухламповые светильники с емкостным и индуктивным балластом (т.е. искусственным сдвигом фаз).
Самыми распространенными газоразрядными лампами являются
люминесцентные, имеющие форму цилиндрической трубки, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. Ультрафиолетовое излучение электрического разряда преобразуется люминофором в видимое.
Маркировка люминесцентных ламп основана на буквенном обозначении конструктивных признаков. Первая буква Л обозначает -люминесцентная, следующие буквы обозначают либо цвет излучения, либо особенности спектра излучения; Д - дневная, Б - белая, ХБ - холодно-белая, ТБ - тепло-белая, Е -естественная, УФ - ультрафиолетовая, Ц - с исправленной цветностью; К, С, 3, Г -красная, синяя, зеленая, голубая и т.д.
Лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) представляют собой лампы высокого давления с исправленной цветностью. Лампа состоит из ртутной кварцевой горелки, заключенной в колбу из термостойкого стекла, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором. Ультрафиолетовое излучение в кварцевой горелке воздействует на люминофор и вызывает его свечение. Применяются для наружного освещения и освещения промышленных предприятий с потолками выше 5 м.
Натриевые лампы ДНаТ (дуговые натриевые трубчатые) являются газоразрядными источниками света, в которых оптическое излучение возникает при дуговом электрическом разряде в парах натрия. Это одни из самых эффективных источников видимого излучения: во-первых, они обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп, и, во-вторых, при длительном сроке службы у них незначительно снижается световой поток. Натриевые лампы все шире применяются для экономичного освещения. Недостаток этих ламп в том, что их нельзя использовать при воспроизведении и оценке цветных объектов.
2.7. Нормирование искусственного освещения
В действующих нормах проектирования производственного освещения (СНиП 23-05-95) установлены количественные (минимальная освещенность) и качественные- (показатели ослепленности и дискомфорта, коэффициент пульсации освещенности) характеристики искусственного освещения.
Абсолютное значение уровня освещенности устанавливается в зависимости от характера зрительной работы и контраста между объектом различения и фоном. Учитываются также характеристики фона, тип источника света и системы освещения. Характеристика зрительной работы по точности (наивысшая, очень высокая, высокая, средняя и т.д. точность) определяется наименьшим размером объекта различения.
В нормах устанавливается восемь разрядов зрительной работы, из которых первые шесть (1-У1) характеризуются размерами объекта различения. К VII разряду относятся работы со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах, а к VIII разряду - работы, связанные с общим наблюдением за ходом производственного процесса. Каждый разряд норм от I до V разделен на подразряды а. б. в. г, которые характеризуются сочетанием контраста объекта различения с фоном и коэффициента отражения последнего. Так, подразряд а характеризуется темным фоном и малым контрастом между ним и объектом различения, а подразряд б -либо малым контрастом при среднем фоне, либо средним контрастом при темном фоне и т.д.
Первому разряду соответствуют работы с объектами размером менее 0,15 мм (зрительные работы наивысшей точности), при этом освещенность люминесцентными лампами в зависимости от подразряда зрительной работы должна составлять 5000 -1500 лк; во II разряде размер объекта различения -0,15-0,3 (зрительные работы очень высокой точности), соответственно освещенность в пределах 4000-1000 лк; в III разряде размер объекта различения - 0,3-0,5 (зрительные работы высокой точности), освещенность -2000-400 лк; в IV разряде размер объекта различения - 0,5-1,0 мм (зрительные работы средней точности), а освещемн^сть - 750-300 лк и т.д.
При определении .нормы освещенности необходимо учитывать ряд условий, вызывающих необходимость повышения уровня освещенности. Нормы следует повышать, например, при выполнении работ 1-ГУ разрядов, если напряженная зрительная работа выполняется в течение всего рабочего дня (визуальный контроль изделий) или при повышенной опасности травматизма.
В некоторых случаях норму освещенности следует снижать, например в помещениях, где выполняются работы малой и очень малой точности, при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания.
Наряду с количественными нормируют и качественные показатели освещения.
Показатель ослепленности в производственных помещениях не должен превышать 20-80 ед. в зависимости от точности зрительных работ и продолжительности пребывания людей в помещении. При использовании для освещения газоразрядных ламп, питаемых током промышленной частоты 50 Гц,