Виробниче освітлення

Розрізняють природне та штучне освітлення приміщень. Розрахунок природного освітлення наведено у літературі [2, 4, 9, 10]. Для розрахунку штучного освітлення використовують 2 метода: метод використання світлового потоку [9, 10] та точковий метод [4, 7]. Методом використання світлового потоку розраховують загальне освітлення приміщення (приклади 2, 3), точковим методом розраховують місцеве освітлення та освітлення вертикальних й нахилених поверхонь (приклад 4). Розрахунок комбінованого освітлення наведено у літературі [10]. Розрахунок прожекторного освітлення виробничих майданчиків наведено у літературі [8].

Приклад 3. Розрахувати освітлення приміщення. Розміри приміщення: довжина А = 120 м, ширина В = 80 м, висота Н = 10, 8 м. Коефіцієнти відбиття стелі – 50%, стін – 30%. Для освітлення використані світильники з лампами типу ДРЛ.

Рішення. Для розрахунку системи освітлення необхідно вибрати схему розташування світильників й, виходячи зі схеми, визначити їх кількість. Найбільше часто використовуються схеми квадратного або прямокутного розміщення світильників. Відстань між світильниками L визначають за даними табл. 4, у якій наведені оптимальні відношення L до висоти підвісу світильника Нр над робочою поверхнею. За величиною L для даної схеми розташування світильників визначають кількість світильників по довжині й ширині приміщення, а також їх загальну кількість – n.

Таблиця 2 – Оптимальні відносні відстані між світильниками

Примітка. * Світильники з лампами розжарювання

Висота підвісу світильнику у нашому випадку складає Н_р =10 м (висота робочої поверхні приймаємо 0, 8 м).

Для світильника з лампами ДРЛ та високих приміщень (Н = 10, 8 м) за табл.4 приймаємо оптимальне відношення відстані між світильниками L до висоти підвісу світильника Н_р над робочою поверхнею рівним 0, 8 та знаходимо L

L = 0.8∙ H_p = 0.8∙ 10 = 8 м.

Розрахуємо кількість світильників для прямокутного розміщення їх у приміщенні. Кількість світильників по довжині приміщення:

n_А = A / L = 120 / 8 = 15 шт.

Кількість світильників по ширині приміщення:

n_В = В / L = 80/8 = 10 шт.

Загальна кількість світильників:

n = n_А ∙ n_В = 15∙ 10 = 150 шт.

За методом коефіцієнта використання світлового потоку визначають необхідний світловий потік однієї лампи за формулою

, (10)

де Е_н – нормоване значення освітленості горизонтальної робочої поверхні, лк (табл. Г.2, Г.5 додаток Г);

S – площа приміщення, м²;

K – коефіцієнт запасу, К = 1, 5 (табл. Г.4 додаток Г);

Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (при розташуванні світильників рядами приймають 1, 1);

η – коефіцієнт використання світлового потоку;

n – кількість світильників;

Нормована освітленість для механічного цеху при використанні ламп ДРЛ (газорозрядні лампи складає 300 лк, коефіцієнт запасу – 1, 3.

Коефіцієнт використання світлового потоку лампи залежить від типу світильника, коефіцієнтів відбиття стелі ρ _п і стін ρ _с, індексу приміщення (табл. Г.6 додаток Г).

Індекс приміщення знаходимо за формулою

, (11)

де А, В – довжина й ширина приміщення, м;

h – висота підвісу світильника від рівня робочої поверхні, м.

В нашому випадку індекс приміщення складає

Знаходимо коефіцієнт використання світлового потоку для світильників з лампами ДРЛ по табл. Г.6 додатку Г (коефіцієнти відбиття стелі 50%, стін – 30%). Коефіцієнт використання складає 70%.

Розраховуємо за формулою (3) світловий потік для однієї лампи:

Вибираємо найближчу стандартну лампу (табл. Г.7 додаток Г), причому її світловий потік не повинен відрізнятись вид розрахункового більше ніж на (-10) – (+20)%. При неможливості вибрати лампу з таким наближенням коректується кількість ламп у світильнику n, або кількість світильників.

У нашому випадку необхідно взяти 2 лампи ДРЛ-700 (F_л = 33000 лм, W_л = 700 Вт) та ДРЛ-125 (F_л = 4800 лм, W_л = 125 Вт).

Визначаємо фактичну освітленість:

Відхилення фактичної освітленості від нормованої складає 4%, що відповідає вимогам.

Визначаємо загальну потужність освітлювальної установки:

W = (700+125)∙ 150 = 123, 75 кВт.

Розрахована система загального освітлення забезпечує виконання нормативних вимог.

Приклад 4. Розрахувати загальне освітлення виробничого приміщення з ПЕОМ, розміри якого А = 30 м, В = 10 м, Н = 4, 6 м, при використанні світильників ЛПО 02 з чотирма люмінесцентними лампами ЛБ-20. Коефіцієнти відбивної здатності стелі, стін, робочої поверхні відповідно 0, 7; 0, 5; 0, 3. Висота робочої поверхні 0, 8 м, висота звису 0, 1 м. Зорові роботи відносяться до ІІІ розряду, підрозряду «в».

Рішення. Освітлення приміщення з робочими місцями, обладнаними ПЕОМ, здійсняється системою загального рівномірного освітлення з використанням люмінесцентних ламп. При цьому застосовують світильники із розсіювачами та дзеркальними екранними сітками або віддзеркалювачами, які укомплектовані високочастотними пускорегулювальними апаратами. Для розрахунку системи освітлення застосовують метод коефіцієнта використання світлового потоку за умови, що витримані рекомендовані співвідношення відстані між світильниками до висоти їх підвісу, відхилення не повинно бути більше 20%. При цьому відношення довжини світильника до найкоротшої відстані від нього до розрахункової точки не повинно перевищувати 0, 2. Якщо ці умови не виконуються використовують точковий метод розрахунку [8].

При проектуванні освітлення попередньо намічають число рядів світильників та їх розташування, враховуючи наступне:

– співвідношення відстані між рядами світильників L до висоти їх підвісу h не повинне бути більше 1, 4 (висоту підвісу звичайно беруть не більшою 4...5 м);

– світильники установлюють рядами, переважно паралельно довшій стороні приміщення або стіні з вікнами;

– відстань від крайніх рядів до стін беруть рівною половині відстані між рядами;

– відстань від крайнього світильника у ряді і стіною дорівнює половині відстані між світильниками.

Формула (3) при розрахунку загального освітлення люмінесцентними лампами має наступний вигляд

, (12)

де N – кількість світильників;

n – число ламп у світильнику.

Якщо спочатку розрахунку беруть певну лампу з відомим світловим потоком, то визначають кількість світильників:

, (13)

де Fл – світловий потік однієї лампи, лм.

Нормована освітленість для зорових робіт ІІІ «в» становить 300 лк (табл. Г.2 додаток Г), коефіцієнт запасу, К = 1, 3 (табл. Г.4 додаток Г).

За допомогою таблиць Г.8–Г.9 додатка Г знаходимо характеристики світильника и лампи: довжина світильника 655 мм, ширина 655 мм, світловий потік лампи 1180 лк, умовний номер групи – 11.

Перевіримо можливість застосування методу коефіцієнта використання світлового потоку у даному випадку.

Висота підвісу світильнику визначається за формулою

h = H – (h _р.п. + h _зв.), (14)

де Н – висота приміщення, м;

h _р.п. – висота робочої поверхні (може бути 0, 7...1, 2 м залежно від виконуваної роботи);

h _зв. – звис - відстань від центру світильника до стелі (0, 1...1, 5 м залежно від висоти приміщення і висоти світильника).

Визначаємо за формулою (6) висоту підвісу світильників:

h = H – (h _р.п. + h _зв.) = 4, 6 – (0, 8 + 0, 1)= 3, 7 м.

Перевіряємо можливість використання методу світлового потоку:

,

тобто використання методу правомірне.

За формулою (4) знаходимо індекс приміщення:

Коефіцієнт використання світлового потоку визначається залежно від відбивної здатності стелі, стін і робочої поверхні (0, 7; 0, 5; 0, 3) та індексу приміщення (2, 03) відповідно даному типу світильників за таблицею Г.10 додатка Г. Для даного світильника, який відноситься до групи 11, при індексі приміщення 2 та заданих коефіцієнтах відбивної здатності коефіцієнт використання η = 43%.

Визначаємо необхідну кількість світильників (світловий потік ламп ЛБ-20 відомий і конструктивно визначена кількість ламп у світильнику) за формулою (5)

.

Припускаємо розташування у 5 рядів (n_p), паралельно довшої сторони приміщення, тоді число світильників у ряді буде дорівнювати:

Число світильників у ряді приймаємо N_p=13.

Загальна кількість світильників:

N = 13∙ 5 = 65.