Розрахунок штучного освітлення виробничого приміщення

Рис. 1. Класифікація видів виробничого освітлення

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, евакуаційне, охоронне, чергове.

Природне освітлення, як правило, передбачається у всіх приміщеннях з постійним перебуванням людей. Для нормування та розрахунку природного освітлення приміщень використовують відносний показник – коефіцієнт природного освітлення (КПО). Нормовані значення КПО визначаються відповідно до СНиП П-4-79.

Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових приміщеннях для компенсації нестачі природного світла та для освітлення приміщень у темний період доби.

Величина штучної освітленості (абсолютне її значення) нормується залежно від характеристики зорової роботи, тобто найменшого лінійного розміру об’єкта розпізнавання, контрасту між об’єктом розпізнавання і фоном, типу системи освітлення і джерел світла.

В СНиП П-4-79 приведено вісім розрядів зорової роботи. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк, а найменша – 30 лк.

В якості джерел штучного освітлення використовують лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла. Поряд з деякими перевагами їм притаманні і суттєві недоліки: низька світлова віддача, малий термін експлуатації, висока температура нагрівання, що робить їх пожежонебезпечними.

Газорозрядні лампи випромінюють світло оптичного діапазону спектру внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металів та явища люмінесценції.

Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність.

Газорозрядні лампи бувають низького та високого тиску. Газорозрядні лампи низького тиску, що називаються люмінесцентними, застосовуються для освітлення приміщень (виробничих і побутових).

Газорозрядні лампи високого тиску застосовуються в умовах, коли необхідна висока світлова віддача, компактність джерел світла і стійкість до умов зовнішнього середовища. Найчастіше використовують металогалогенні, дугові ртутні та натрієві лампи.

До основних характеристик джерел штучного освітлення відносять: напругу живлення, В; потужність лампи, Вт; світловий потік, лм; світлову віддачу, лм/Вт; термін експлуатації, год.; спектральний склад світла.

Одним з основних питань проектування штучного освітлення виробничого приміщення є вибір світильника.

Від правильного вирішення цього питання залежить не лише якість та економічність, але й надійність та безпека роботи освітлювальної установки.

Світильник – це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури.

Основними світлотехнічними характеристиками світильників є: світлорозподілення, крива сили світла, коефіцієнт корисної дії, захисний кут.

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлового потоку (коефіцієнту використання), точковий та питомої потужності.

Метод світлового потоку призначений для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь. Цей метод дозволяє врахувати як прямий світловий потік, так і відбитий від стін та стелі.

Світловий потік ламп визначають за формулою:

де - нормована освітленість, лк;

- площа освітлюваного приміщення, м²;

- коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп ( = 1,3 – для ламп розжарювання; 1,5 – для газорозрядних ламп);

- коефіцієнт нерівномірності освітлення ( = 1,1¸1,15);

- кількість світильників;

- кількість ламп в світильнику;

- коефіцієнт використання світлового потоку.

Коефіцієнт визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення і, коефіцієнтів відбиття стін та стелі.

Показник і знаходиться за формулою:

де і - довжина і ширина приміщення, м;

- висота світильника над робочою поверхнею, м.

Визначивши світловий потік лампи в світильнику , за таблицею вибирають найближчу стандартну лампу і визначають електричну потужність всієї освітлювальної установки.

Точковий метод призначений для розрахунку локалізованого та комбінованого освітлення, а також освітлення похилих площин.

Метод питомої потужності застосовують лише при наближених розрахунках.

Приклад виконання завдання

Завдання:

Розрахувати систему загального рівномірного освітлення для виробничого приміщення.

а) з лампами розжарювання, встановленими в світильники (по 1 шт. в світильник);

б) з люмінесцентними лампами, встановленими по 2 шт. в світильник.

Визначити загальну потужність електроенергії для живлення систем освітлення з лампами розжарювання і з люмінесцентними лампами.

Визначити економію енергії в квт-год. за рік за рахунок використання люмінесцентних ламп.

Вихідні дані:

12. довжина приміщення ;

13. ширина приміщення ;

14. нормована освітленість ;

15. коефіцієнт відбиття:

стелі %

стін %;

16. тип світильника з лампами розжарювання – “універсаль”;

17. висота підвісу світильників над робочою поверхнею (однакова для всіх варіантів);

18. режим роботи освітлювальної установки за рік – 260 робочих днів, по 10 годин на день, всього:

260´10=2600 годин/рік, (однаково для всіх варіантів).