6.5. Расчет искусственного освещения

Задачей расчета является определение необходимой мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности или, при известном числе и мощно­сти ламп, определение ожидаемой освещенности на рабочей поверхности.

При проектировании осветительной установки необходимо вы­полнять требования, перечисленные ниже.

Выбрать тип источника света. Для освещения производст­венных зданий должны применяться газоразрядные лампы. Если температура воздуха менее +10 °С и напряжение в сети переменного тока может падать ниже 90% номинального, следует отдать предпоч­тение лампам накаливания.

Выбрать систему освещения. Экономичнее система комби­нированного освещения, но в гигиеническом отношении более совер­шенна система общего освещения.

При выполнении работ I—III, IVa, IV6, IVв и Va разрядов сле­дует применять систему комбинированного освещения.

Выбрать тип светильника с учетом загрязненности воздуш­ной среды в соответствии с требованиями распределения яркостей в поле зрения и с требованиями взрыво- и пожаробезопасности.

Произвести распределение светильников и определить их количество. Светильники могут располагаться рядами, в шах­матном порядке, ромбовидно.

Обеспечение равномерного распределения освещенности на горизонтальной поверхности достигается в том случае, если расстояние между осветительными приборами т = L/Н_р (L —

расстояние между светильниками или рядами светильников, Н_р — расчетная высота подвеса светильников) с различными классификационными кривыми (КСС) соответствует величинам, приведенным в табл. 6.3.

Таблица 6.3

Наиболее выгодные значения т = L/H_р для типовых светильников

Классификаци­онная кривая	т	Классификаци­онная кривая	т	Классификаци­онная кривая	771
Д-1	1,3	Г—2	0,77	К— 1	0,49
Д-2	0,93	Г— 3	0,66	К— 2	0,42
Г— 1	0,91	Г— 4	0,57	К— 3	0,36

Определить нормируемую освещенность на рабочем месте.

Для этого необходимо определить характер выполняемой работы по наименьшему размеру объекта различения, оценить контраст объекта с фоном и фон на рабочем месте и по СНБ 2.04.05—98 в соответствии с выбранной системой освещения и источником света найти мини­мальную нормируемую освещенность. Для расчета искусственного ос­вещения пользуются в основном тремя методами: методом светового потока, точечным методом и с помощью пространственных кривых равных значений освещенности.

Метод светового потока (коэффициента использования). Метод светового потока, именуемый также методом коэффициента использования, является основным для расчета общего равномерного освещения производственных помещений, когда определяется сред­няя освещенность горизонтальной поверхности.

Световой поток лампы F_n при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах определяется по формуле

F_л =E_нSKZ/Nη

где Е_н — нормированная минимальная освещенность по разряду выполняемых работ согласно табл. СНБ 2.04.05 — 98; S — площадь ос­вещаемого помещения, м²; К— коэффициент запаса, принимаемый согласно табл. СНБ 2.04.05 — 98; Z — коэффициент минимальной освещенности, равный отношению E_ср / E_min принимаемый равным 1,15 для ламп накаливания и дуговых ртутных ДРЛ и 1,1 для люми­несцентных ламп (при отраженном освещении Z=l,0); N— число светильников в помещении; η — коэффициент использования свето­вого потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильников, коэффициентов отражения светового потока от потолка р_пот, стен р_ст и рабочей поверхности р_p , высоты подвеса светильников и размеров помещения.

Таким образом, величина η может быть представлена в виде

η=η_cη_п

где η_c — коэффициент полезного действия светильника, определяемый согласно табл. СНБ 2.04.05—98; η_п — показатель освещаемого помещения. Значение η_п определяется по табл. СНБ 2.04.05—98 в зависи­мости от коэффициентов отражения светового потока от потолка р_пот, стен р_ст и рабочей поверхности р_p , кривых силы света светильников КСС и индекса помещения i, определяемого из отношения

i = AB/H_p(A+B)

где А — длина помещения, м; В — ширина помещения, м; Н — расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

H_р=h-H₀,

где h — высота подвеса светильников; Н₀ — высота рабочей поверхности.

Значения коэффициентов отражения потолка, стен помещения и рабочей поверхности, в зависимости от используемых материалов, приведены в табл. СНБ 2.04.05—98.

Необходимое число светильников N определяется в следующем по­рядке (рис. 6.2). Определяют расстояние между центрами светильников

L = Н_рт,

где т — оптимальное отно­шение для данного помеще­ния L / Н_p ; L рекомендуется

принимать 5...6 м для про­изводственных помещений.

Для определения ко­эффициента полезного действия светильника необхо­димо сначала определить т и по этому значению выбрать классифи­кационную кривую светильника согласно табл. 6.3.

Пользуясь данными СНБ 2.04.05—98, выбирается светильник и соответствующий ему коэффициент полезного действия.

Р асстояние от стен до первого ряда светильников при наличии у стен рабочих мест принимается равным а = L / 3, а при отсутствии рабочих мест у стен — а = L/2.

Расстояние между крайними рядами светильников, располо­женными у противоположных стен, равно: по ширине помещения C₁ = В - 2а, по длине помещения С₂ = А - 2а, тогда количество рядов

с

Рис. 6.2. Схема размещения светильников

ветильников, которые можно расположить между крайними рядами, равно: по ширине п₁ = С₁ / L -1, по длине n₂ = С₂ / L -1.

Общее количество рядов светильников: по ширине п' = п₁ + 2; по длине п" = n₂ + 2, тогда общее число светильников в помещении равно N = п' + п".

П одсчитав по формуле 6.1 световой поток ламп Р_Л, по табл. СНБ

2.04.05—98 подбирают ближайшую стандартную лампу и определяют электрическую мощность всей осветительной системы. В практике допус­кается отклонение потока выбранной лампы от расчетного до —10 и +20%, в противном случае задается другая схема расположения светильников. Точечный метод расчета искусственного освещения. Точечный метод применяют для расчета локализованного и местного

о

Рис. 6.3. Схема для расчета

освещенности от точечного

светящего элемента

свещения, освещения наклонных плоскостей и для проверки расчета равномерного общего освещения, когда отраженным световым потоком можно пренебречь (рис. 6.3).

Если метод используется для расчета освещения горизонтальной по­верхности, то формулы метода прини­мают вид: при определении мощности (светового потока) лампы, необходимой для создания заданной освещенности:

лк,

при определении освещенности, создаваемой с известным потоком:

где Е — освещенность, лк; Р_Л — световой поток, лм; — сумма ус­ловных освещенностей (для контрольной точки); μ — коэффициент дополнительной освещенности, учитывающий действие удаленных светильников и отраженного света; К— коэффициент запаса.

Значение коэффициента μ колеблется от 1,0 до 1,3. Для производст­венных помещений μ можно считать равным 1,1..1,15 и только при заве­домо хорошо отражающих потолках и стенах ц можно повышать до 1,2...1,25.

Условная освещенность определяется при условном потоке лампы в каждом светильнике, равном 1000 лм, и может быть найдена как расчетным путем, так и на основании пространственных кривых равных значений освещенности (кривые пространственных изолюкс).

Расчет освещенности горизонтальной поверхности Е_г от точеч­ного источника (см. рис. 6.3, с) с использованием кривых светораспре-деления светильника ведется в следующей последовательности:

Определяется тангенс угла падения светового луча в расчетную точку от каждого источника

где d — расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную и проходящую че­рез расчетную точку; Н_Р — высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

По найденному тангенсу определяют угол а и cos³ α .

П о кривой распределения силы света заданного светильника определяется сила света 1α условной лампы для найденного угла а.

Подсчитывается освещенность горизонтальной поверхности от каждого светильника с условной лампой

Суммарная условная освещенность горизонтальной поверхности в проверяемой точке равна сумме oсвещенностей от отдельных источников

Определяется реальная освещенность горизонтальной поверх­ности в проверяемой точке.

Освещенность на наклонной поверхности Е_Н определяется по формуле: