Принципи розрахунку природного та штучного освітлення виробничих приміщень

Основним завданням є: визначення необхідної площі світлових прорізів - при природному освітленні. Визначення потужності освітлювальних установок -для штучного. Для розрахунку штучного існує 2 методики: метод коефіцієнтів використання світлового потоку; точковий метод (розраховує висвітлення певної точки; місцеве освітлення).

Перевірку природного освітлення проводять за певною схемою.

1. Для правильного нормування освітленості потрібно детально вивчити особливості зорової роботи у даному приміщенні; ознайомитися з технологічним процесом, обладнанням і характером його експлуатації. При цьому необхідно визначити:

наявність постійних робочих місць і зон обслуговування;

характер зорової роботи (мінімальні розміри об’єктів, які необхідно розрізняти);

особливість умов зорової роботи (відстань від очей до об’єктів, які потрібно розрізняти).

2. Освітленість вимірюють в різних точках приміщення по його характерному перерізі — поперечний переріз по середині приміщення, площина якого перпендикулярна площині засклення віконних прорізів (при боковому освітленні) або поздовжній осі прольотів приміщення (при верхньому освітленні).

3. Кількісна оцінка характеристики природного освітлення проводиться через коефіцієнт КПО у відсотках.

Істотне значення має те, в якому поясі світлового клімату України розміщується підприємство, бо природне освітлення залежить від кількості сонячних днів, а також від стійкості снігового покриву.

В діючих ДБН В 2.5-28-2006 нормовані значення КПО (£д) наведені для будівель, розміщених у різних районах визначається так:

де: Ен - значення КПО за табл. 1, 2 ДБН В 2.5-28-2006;

лід,—коефіцієнт світлового клімату (ы - номер групи забезпеченості природним світлом за табл. 4 ДБН В 2.5-28-2006).

Прямі сонячні промені у великих дозах протягом більшої частини дня призводять до сліпучої дії і значного підвищення температури повітря і обладнання, до швидкої втоми зору і втрати орієнтації, а відтак зменшують продуктивність праці і часто бувають причиною аварій і травматизму. Через це, для промислових підприємств, залежно від характеристики та розряду зорової роботи, передбачають сонцезахисні пристрої.

Визначення сумарної площі вікон при бічному освітленні за КПО здійснюється за формулою:

де Р - площа підлоги, м2;

етіп- мінімальний коефіцієнт природної освітленості; п — світлова характеристика вікон;

А: - коефіцієнт, що враховує затінення вікон сусідніми будівлями, к = 1,0 -1,7; г0 — загальний коефіцієнт світлопропускання віконного прорізу, т0 = 0,3 -0,6; п - коефіцієнт, що враховує відбите світло від внутрішніх поверхонь приміщення.

Середній коефіцієнт відбиття внутрішніх поверхонь визначають за формулою:

де: рг ру р3 - коефіцієнт відбиття світла від стін, стелі і підлоги; 5,, 5?, б4, —відповідні площі стін, стелі і підлоги.

Якщо розрахункова величина КПО вища за нормативне значення, вікна запроектовані правильно. Якщо КПО в розрахунках дещо нижчий або дорівнює нормативному значенню, то слід змінити розміри вікон.

Для розрахунків штучного освітлення необхідно визначити такі параметри освітлювальної установки: норму освітленості, вид та систему освітлення, джерело світла, тип світильників, їх кількість та розміщення. Вказані питання вирішують на підставі характеристики зорової роботи і технології виробничих процесів, а добір певної системи освітлення і тип світильника визначає характер та умови виробничого середовища. Для розрахунку штучного освітлення використовують три методи:

метод світлового потоку;

метод питомої потужності;

точковий метод.

Метод світлового потоку

Призначений для розрахунку загального коефіцієнта використання рівномірного освітлення поверхонь. Цей метод дозволяє врахувати, як прямий світловий потік, так і відбитий від стін та стелі. Світловий потік лампи Ф визначають за формулою:

де Е - нормована освітленість, (лк);

5- площа освітлюваного приміщення, м2;

К - коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості через забруднення та старіння ламп (К~1,3 - 1,8);

2— коефіцієнт нерівномірності освітлення 1,1—1,15);

АГ—кількість світильників;

т - кількість ламп у світильнику;

п - коефіцієнт використання світлового потоку.

Коефіцієнт п визначається за таблицями залежно від тиску світильника, коефіцієнта відбиття (р) від стін, стелі, підлоги та індексу приміщення і показник приміщення визначають за формулою:

де а і Ь - довжина і ширина приміщення, м;

Нр — висота світильника над робочою поверхнею, м.

Обчисливши світловий потік лампи Ф№ за таблицями, вибирають найближчу стандартну лампу і визначають електричну потужність усієї освітлювальної установки.

Метод питомої потужності

Вважається найбільш простим, однак і найменш точним, тому його застосовують лише при наближених розрахунках. Цей метод дозволяє визначити потужність кожної лампи Л^(Вт) для створення у приміщенні нормованої освітленості:

де р - питома потужність, Вт/м2;

5— площа приміщення, м2;

іу — кількість світильників в установці.

Точковий метод

Використовується для розрахунку локального та комбінованого освітлення, а також освітлення похилих площин. В основу цього методу покладено рівняння:

де Іа - сила світла в напрямку від джерела на задану точку робочої поверхні; а - кут падіння світлових променів, тобто кут між променем та перпендикуляром до освітлювальної поверхні; R — відтань від світильника до заданої точки.

Для практичного використання у формулу підставляють коефіцієнт запасу К. та значення R = Hplcos2а,тоді:

Значення сили світла Іа наведено у світлотехнічних довідниках.