Выбор светильников и их размещение

ОХРАНЫ ТРУДА И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Вопросы охраны труда и пожарной безопасности занимают первостепенное место в любой организации, независимо от рода деятельности. Особого внимания требует деятельность организации, а в данном случае испытательной лаборатории производственной безопасности, где присутствуют почти все вида опасных факторов производства.

Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. [6]

Управление в лаборатории охраной труда осуществляется руководителем, а для организации работ по охране труда создается «Отдел охраны труда и техники безопасности».

5.1. Расчёт искусственного освещения и размещение светильников

Для сохранения высокой работоспособности, снижения утомления, травматизма и повышения эффективности и безопасности труда, необходимо правильно спроектировать и рационально выполнить освещение производственных помещений.

При расчете искусственного освещения основной задачей является определение требуемой мощности электрических осветительных установок для того, чтобы создать в помещении заданную освещенность.

Произведя расчет искусственного освещения, должны быть решены вопросы выбора системы освещения, источника света, светильников и их размещения, нормируемой освещенности и расчет освещения методом светового потока.

Выбор системы освещения

В производственных помещениях всех назначений применяют системы общего или комбинированного освещения. Система общего освещения делится на равномерное и локализованное освещение, выбор между ними проводят с учётом вида деятельности и размещения производственного оборудования. Если производство требует точных зрительных работ, то рекомендуется использовать систему комбинированного (общего и местного) освещения.

Выбор источников света

В настоящее время для искусственного освещения применяют такие источники света как:

- лампы накаливания;

- газоразрядные лампы.

Как правило, для общего освещения применяют газоразрядные лампы. Они обладают большим сроком службы и энергетически более экономичные. Большое распространение и применение находят люминесцентные лампы, которые различают по спектральному составу видимого света:

- белый (ЛБ);

- холодный белый (ЛХБ);

- тёплый белый (ЛТБ);

- дневной свет (ЛД);

- естественный свет (ЛЕ).

Если в конце добавляется буква «Ц» это означает то, что применяется люминофор «де-люкс», которая имеет улучшенную цветопередачу, а добавление «ЦЦ» — люминофора «супер де-люкс», имеющую высококачественную цветопередачу.

Лампы типа ЛБ, по сравнению с остальными типами, применяются наиболее часто, лампы типа ЛХБ, ЛД и ЛДЦ применяются при повышенных требованиях к передаче цветов, а лампы типа ЛТБ используются при необходимости правильной цветопередачи человеческого лица. Основные характеристики люминесцентных ламп приведены в таблице 5.1.1.

Также в производственном освещении, кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления), применяют газоразрядные лампы высокого давления, такие, как лампы типа ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные), которые применяются для освещения помещений высотой от 7 до 12 метров.

Таблица 5.1.1. Основные характеристики люминесцентных ламп. [24]

Мощность, Вт	Напряжение сети, В	Напряжение на лампе, В	Ток лампы, А	Световой поток, лм
ЛДЦ	ЛД	ЛХБ	ЛБ	ЛТБ
			0,33 0,37 0,36 0,43 0,67 1,25	-	-	-		-

Лампы накаливания используются в случаях невозможности или нецелесообразности применения газоразрядных ламп.

Выбор светильников и их размещение

Для того чтобы выбрать тип светильников, следует учесть условия производственной среды, экономические показатели и светотехнические требования.

Для уменьшения слепящего действия выбираются светильники с защитным углом или со светорассеивающими стеклами. При необходимости уменьшения отражения блескости применяются светильники с рассеивателями, а в особых случаях светильники выполняются в виде больших диффузных поверхностей, светящих отраженным или пропущенным светом. [2]

При необходимости освещения высокорасположенных поверхностей применяются светильники, имеющие достаточную силу света в направлениях, примыкающих к горизонтали, а иногда и выше последней.
Исключительное значение имеет создание достаточной яркости потолков и стен освещаемого помещения. Поэтому, если эти поверхности имеют хороший коэффициент отражения, целесообразно применение светильников преимущественно прямого или рассеянного света, а при специальных требованиях к качеству освещения — также преимущественно отраженного или отраженного света. [2]

Для люминесцентных ламп больше распространение имеют светильники типа:

- открытые двухламповые светильники (ОД, ОДО, ОДОР, ООД);

- светильники пыле-влагозащищённые (ПВЛ);

- плафоны потолочные.

Открытые двухламповые светильники используются в помещениях с нормальными условиями, с хорошим отражением света потолком и стенами. Но возможно и применение в случаях умеренной влажности и запылённости.

Светильники ПВЛ используют в некоторых пожароопасных помещениях, мощность ламп составляет 2x40 Вт.

Плафоны потолочные применяются для общего освещения закрытых сухих помещений, с мощностью ламп 10х30 Вт (Л71Б03) и 8х40 Вт (Л71Б04).

Основные характеристики светильников с люминесцентными лампами приведены в таблице 5.1.2.

Таблица 5.1.2.Характеристики некоторых светильников с люминесцентными лампами. [24]

Тип светильника	Количество и мощность лампы	Область применения	Размеры, мм	КПД %
Длина	Ширина	Высота
ОД – 2-30 ОД – 2-40 ОД – 2-80 ОД – 2-125 ОДО – 2-40 ОДОР-2-30 ОДОР-2-40 АОД -2-30 АОД -2-40 ШОД -2-40 ШОД -2-80 Л71БОЗ ПВЛ	2 х30 2 х40 2 х80 2 х125 2 х40 2 х30 2 х40 2 х30 2 х40 2 х40 2 х80 10х30	Освещение производственных помещений с нормальнымиусло-виями среды   Для пожароопасных помещений с пыле-ивлаговыделениями			- - - -
Аналогично ОД

Для размещения светильников в помещении необходимо знать следующие показатели:

Н – высота помещения;

h_c – расстояние светильников от перекрытия;

h_n= H - h_c – высота светильника над полом, высота подвеса;

h_p – высота рабочей поверхности над полом;

h =h_n – h_p – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.

Для борьбы со слепящим действием и обеспечения благоприятных зрительных условий на рабочем месте, вводятся требования, ограничивающие наименьшую высоту светильников над полом. Эти требования приводятся в таблице 5.1.3.

L – расстояние между соседними светильниками или рядами. Если расстояния по длине (А) и ширине (Б) различны, то обозначается L_A и L_B.

l– расстояние от крайних светильников или рядов до стены.

Таблица 5.1.3. Наименьшая допустимая высота подвеса светильниковс люминесцентными лампами. [24]

Тип светильника	Наименьшая допустимая высота подвеса над полом, м
Двухламповые светильники ОД, ОДР, ОДО, ОДОР при одиночной установке или при непрерывных рядах из одиночных светильников Двухламповые светильники ОД, ОДР, ОДО, ОДОР при непрерывных рядах из сдвоенных светильников Двухламповые светильники ШЛД, ШОД Двухламповые уплотнённые светильники ПВЛ	3,5   4,0   2,5 3,0

Оптимальным расстоянием l от крайнего ряда светильников до стены рекомендуется считать L/3.

Эффективней всего равномерное размещение светильников в шахматном порядке и по сторонам квадрата (расстояния между всеми светильниками равны как между рядами, так и в ряду)

Люминесцентные светильники при равномерном размещении обычно располагают рядами, параллельно рядам оборудования. Если уровень нормированной освещенности высок, то ряды располагают непрерывно, при этом светильники сочленяют друг с другом торцами.

Оптимальность расположения светильников определяется величиной l = L/h.Если чрезмерно уменьшить эту величину, то это приведет к удорожанию устройства и обслуживания освещения, а увеличение приведёт к резкому неравномерному освещению. В таблице 5.1.4 приведены значения l для различных типов светильников.

Таблица 5.1.4. Оптимальное расположение светильников.[24]

Наименование светильников
Люминисцентные с защитной решёткой ОДР, ОДОР, ШЛД, ШОД Люминесцентные без защитной решётки типов ОД, ОДО Светильники ПВЛ	1,1 – 1,3 1,4 1,5

5.1.4. Выбор нормируемой освещённости

СНиП 23-05 – 95 «Естественное и искусственное освещение» нормирует значения освещенности рабочих поверхностей, выбор производится в зависимости от характеристик зрительной работы. Эти требования приведены в таблице 5.1.5.

Таблица 5.1.5. Нормы освещённости на рабочих местах производственных помещений при искусственном освещении [2]

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характе-ристика фона	Искусственное освещение
Освещённость, лк
При системе комбинированного освещения	При системе общего освещения
всего	в том числе от общего
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000 4500		— —
б	Малый Средний	Средний Тёмный
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Тёмный
г	Средний Большой «	Светлый « Средний
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Тёмный			- -
б	Малый Средний	Средний Тёмный
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Тёмный
г	Средний Большой «	Светлый Светлый Средний
Высокой точности	Св. 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Тёмный
б	Малый Средний	Средний Тёмный
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Тёмный
г	Средний Большой «	Светлый « Средний

Продолжение таблицы 5.1.4.

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характе-ристика фона	Искусственное освещение
Освещённость, лк
При системе комбинированного освещения	при системе общего освещения
всего	в том числе от общего
Средней точности	Св. 0,5 до 1,0	IV	а	Малый	Тёмный
б	Малый Средний	Средний Темный
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный
г	Средний Большой «	Светлый « Средний	—	—
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	Малый	Темный
б	Малый Средний	Средний Темный	—	—
в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	—	—
г	Средний Большой «	Светлый « Средний	—	—
Грубая (очень малой точности	Более 5	VI		Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	—	—

5.1.5. Расчёт общего равномерного освещения

Расчёт общего равномерного искусственного освещения выполняется методом коэффициента светового потока, который учитывает световой поток, отражённый от потолка и стен.

Световой поток определяется по формуле:

Ф = Е_н×S×K_з×Z / (n×h),

где:

Е_н – нормируемая минимальная освещённость, лк;

S– площадь освещаемого помещения, м²;

K_з – коэффициент запаса (по таблице 5.1.6);

Z – коэффициент минимальной освещенности (отношение Е_ср./Е_min);

n –количество светильников;

h - коэффициент использования светового потока, %.

Таблица 5.1.6. Коэффициент запаса светильников люминесцентными лампами. [24]

Характеристика объекта	Коэффициент запаса
Помещения с большим выделением пыли Помещения со средним выделением пыли Помещения с малым выделением пыли	2,0 1,8 1,1

Коэффициент использования светового потока hзависит от высоты светильника h, типа светильника, коэффициентов отражения стен r_с и потолка r_n. Коэффициент светового потока показывает, какая доля потока лампы попадет на освещаемую поверхность.

Коэффициенты отражения оценивают субъективно (см. табл. 5.1.7), а индекс помещения определяют по формуле:

i = S/ h(A+B)

Таблица 5.1.7.Значение коэффициентов отражения потолка и стен.[24]

Состояние потолка	rn,%	Состояние стен	rст,%
Свежепобеленный Побеленный, в сырых помещениях Чистый бетонный Светлый деревянный (окрашенный) Бетонный грязный Деревянный неокрашенный Грязный (кузницы, склады)		Свежепобеленные с окнами, закрытыми шторами Свежепобеленные с окнами без штор Бетонные с окнами Оклеенные светлыми обоями Грязные Кирпичные неоштукатуренные С тёмными обоями

В таблице 5.1.8 приведены значения коэффициента использования светового потока hсветильников с люминесцентными лампами, где сочетание коэффициента отражения и индекса помещения наиболее часто встречаются.

Таблица 5.1.8. Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами. [24]

Тип светильника

ОД и ОДЛ

ОДР

ОДО

ОДОР

Л71БОЗ ОЛ1Б68

АОД и ШОД

ПВЛ - I

rn, %

rс,%

i

Коэффициенты использования, %

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 3,0 3,5 4,0 5,0

Таким образом, рассчитав световой поток Ф и зная тип лампы, по таблице 5.1.1 следует выбрать близкую по рассчитанным значениям стандартную лампа, затем, можно определить электрическую мощность всей осветительной системы.

В случаях, если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 ¸+20%), то необходимо, либо скорректировать количество светильников n, либо изменить высоту подвешивания светильников.

Рассчитывая люминесцентное освещение, в формулу вместо количества светильников n подставляется число рядов N, а под Ф следует понимать световой поток светильников одного ряда.

Число светильников в ряду N определяется как

N = Ф/Ф₁,

где Ф₁ – световой поток одного светильника.

5.2. Расчёт искусственного освещения и размещение светильников в помещениях испытательной лаборатории производственной безопасности в строительстве ИКБС МГСУ.

Расчеты искусственного освещения будут производиться по выше описанной методике.

Выбор системы освещения.

Было принято решение, что производственные помещения испытательной лаборатории будут оснащены системой общего равномерного освещения. Данное решение принималось на учете особенностей вида деятельности лаборатории и типов испытательного оборудования, которые находятся в помещении. Принцип действия испытательного оборудования основан на дистанционном управлении процессами, что минимизирует участие человека в испытаниях и не требует усиленного зрительного внимания при проведении испытаний.

Выбор источника света.

Производственные помещения испытательной лаборатории имеют размеры: Н = 6 м; А= 36 м; В=18 м.

С учетом размеров производственных помещений, продолжительности срока службы и по соображениям энергетической экономии, было выбрано в качестве источника света люминесцентные газоразрядные лампы типа ЛД-40. Так как методика проведения испытаний не требует повышенных требований к цветопередаче, то лампы типа ЛД-40 в данном случае способны полностью обеспечить сохранение высокой работоспособности персонала. Лампы типа ЛД – 40 обладают высокой светоотдачей, продолжительным сроком службы (до 10000 ч.), хорошая цветопередача и низкой температурой.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» проводимые работы можно отнести к IV разряду, «в»подразрядузрительных работ (средний контраст на светлом фоне). В соответствии с выбранным разрядом зрительных работ наименьшая освещенность рабочей поверхности Е_minпринимаетсяравной 200 лк.[17]

Предлагается использовать светильники типа ОДР, так как помещение предназначено для проведения непосредственных испытаний, а значит должны выдерживаться нормальные условия.

1. Определение коэффициента запаса.

Коэффициент запаса K_Зучитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Для производственного помещения испытательной лаборатории с газоразрядными лампами выбрано K_З =1,8 (помещения со средним выделением пыли)

1. Определение коэффициента минимальной освещенности Z.

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наиболее выгодное отношение L/ h, для ламп типа ЛД рекомендуется принимать Z = 1,1.

1. Определение коэффициента светового потока η.

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка r_п и стен r_с.

По таблице 5.1.8 для данного помещения примем: r_п = 50%, r_с = 30%,

1. Расчет индекса помещения i.

Индекс помещения определяется по формуле:

,

где:

А, В, h – длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

,

где:

H– геометрическая высота помещения;

h_св – свес светильника, принимаем h_св = 0, 5 м;

h_p – высота рабочей поверхности. h_p = 1, 0 м.

Получаем h= 4,5 м. и индекс помещения i= 2,7.

Коэффициент использования светового потока hесть сложная функция, зависящая от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка стен и пола.

По таблице 5.1.8 методом интерполяции находим h = 61 %.

Освещаемая площадь принимается равной площади помещения:

S = AB = 1296 м².

Расстояние между светильниками L определяется как:

L = l×h;

L=1,1×4,5=4,95 м.

Значение lопределили по таблице 5.1.4 и приняли равной 1,1 для типов светильников ОДР. Таким образом рассчитаем число рядов светильников в помещении:

N_b=18/4,95=3,64.

Число светильников в ряду:

N_a=36/4,95=7,27.

Округляем эти числа до ближайших больших N_a=7 и N_b=4.

Общее число светильников:

N= N_a × N_b=7 × 4=28.

По ширине помещения расстояние между рядами L_b=4,5 м, а расстояние от крайнего ряда до стены примем 0,5L=2,25 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также L_a=4,95 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет равна 0,5L=2,48 м.

Определяем необходимый световой поток одной лампы:

Ф_л= 200 × 1,1 × 648 × 1,1/(28 × 0,61) = 9181лм.

По таблице 5.1.1 определяем наиболее подходящий тип ламп, в нашем случае это четыре лампы ЛД-40 по 2600 лм., что укладывается в диапазон

(-10 ¸+20%),:

Определяем количество N используемых светильников, полагая, что каждый светильник содержит две лампы:

где:

- минимальная нормированная освещенность, лк;

- коэффициент запаса;

- освещаемая площадь, м²;

- коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения);

- число светильников;

- число ламп в светильнике;

- коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Принимаем окончательноN = 28, кратное 4 линиям по 7 светильников.

Таким образом, при использовании ламп типа ЛД - 40 по четыре в каждом светильнике необходимое для обеспечения нормированной освещенности количество светильников N=28