2 Расчёт освещённости и необходимого числа светильников

Расчёт искусственного освещения сводится к определению необходимого числа и мощности светильников для обеспечения требуемой освещённости помещений и рабочих мест.

Расчёт необходимого числа светильников для требуемого освещения производственных участков производится в принятой последовательности:

-исследуется помещение реконструируемого (проектируемого) участка. Рассчитывается площадь участка, определяется его высота, высота до установленного светильника, высота подвеса светильника до рабочей поверхности (плоскости нормирования);

-выбирается тип источника света (лампы), подбирается светильник в требуемом исполнении, в зависимости от характера труда в помещениях (сухих, нормальных, влажных, сырых, особо сырых, жарких, с химически активной средой, пыльных, пожароопасных);

-определяет световой поток выбранного источника света (лампы);

-рассчитывается индекс помещения, который определяет влияние высоты подвеса светильника на показатели освещённости помещения;

-определяется коэффициент использования светового потока в зависимости от отражения света элементами помещения (потолка, стен, пола) и рассчитанного индекса помещения;

-определяется число источников света (ламп) и число светильников.

Наиболее распространёнными источниками света в светильниках помещений АТП являются люминесцентные лампы (ЛЛ) и лампы ДРЛ. Не рекомендуется использовать лампы накаливания, т.к. они наиболее затратны.

В данном пособии приведены необходимые материалы для расчётов, но они могут быть недостаточны (особенно в выборе современных источников света и светильников), тогда необходимо обратиться к справочной и другой технической литературе.

Исходными показателями для расчёта служат нормы освещённости, которые представлены в таблице 8, соблюдение которых гарантирует комфортные условия труда ремонтных рабочих.

Таблица 8 – Нормы освещённости помещений и производственных участков АТП

Помещение (пост, производственный участок)	Плоскость нормирования освещённости и её высота от пола, м	Освещённость, лк, при общем (комбинированном) освещении
Мойки и уборки автомобилей	Пол	150 (---)
ЕО автомобилей	Вертикальная – на автомобиле	75 (---)
ТО и ТР автомобилей	Пол	200 (300)
Осмотровые канавы	Горизонтальная – низ автомобиля	150 (---)
Ремонта электрооборудования, ремонта системы питания, моторный, агрегатный, слесарно-механический	Горизонтальная – 0,8	300(750)
Кузнечно-рессорный, сварочный, жестяницкий, медницко-радиаторный	Горизонтальная – 0,8	200(500)
Деревообрабатывающий, обойный, шиномонтажный	Горизонтальная – 0,8	200(300)
Ремонт аккумуляторов	Горизонтальная – 0,8	200(500)
Хранение автомобилей	Пол	20(---)
Открытые площадки для хранения автомобилей	Пол	5(---)

Параметры наиболее распространённых светильников и ламп освещения представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Параметры светильников и ламп освещения (источников света)

Наименование светильника	Источник света			Степень защиты	Способ установки
	тип	количество ламп в одном светильнике	мощность, Вт
С34ДРЛ	ДРЛ	1	250, 400, 700, 1000	IP20	Подвесной
РСП05	ДРЛ	1	250, 400, 700, 1000	IP23	Подвесной
УПД ДРЛ	ДРЛ	1	250, 400	5'0	Подвесной
ЛД	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ЛДО	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ЛДР	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ЛДОР	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ЛСП02	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ПВЛ	ЛЛ	2	40	IP54	Подвесной
ПВЛМ	ЛЛ	2	40, 80	5'0	Подвесной Потолочный
ПВЛП	ЛЛ	2	40	IP54	Подвесной
НОГЛ	ЛЛ	1	80		Подвесной
НОДЛ	ЛЛ	1	40		Подвесной
Помещения общественных зданий
УСП	ЛЛ	2 4 6	20, 40	IP20	Потолочный
ЛПО01	ЛЛ	2 4 4	40 40 65	2'0	Потолочный
ЛПО02	ЛЛ	2 4	20, 40 20, 40	2'0	Потолочный
ЛСО02	ЛЛ	2 4	40 40	2'0	Подвесной
ЛСО04	ЛЛ	2	40	IP20	Подвесной
ШОД, ЛСО05	ЛЛ	2	40, 80	IP20	Подвесной
ЛВО03	ЛЛ	2,4 2,4	40 40	IP20 2'0	Встроенный
ЛВО31	ЛЛ	2 2	80 80	2'0	Встроенный

Определение светового потока одной лампы Фл, Лм, производится по таблице 10.

Таблица 10 – Световой поток источников света

Источник света (светильник)	Мощность, Вт	Световой поток, Фл, Лм	Лм/Вт
ДРЛ-125	125	5900	45
ДРЛ-250	250	13000	50
ДРЛ-400	400	22000	55
ДРЛ-700	700	40000	57
ДРЛ-1000	1000	57000	57
ЛЛ	15	900	60
ЛЛ	20	1200	60
ЛЛ	24	1500	62
ЛЛ	30	1900	64
ЛЛ	40	3200	80
ЛЛ	80	5100	64
Светодиодная лампа	32	3320	104
Светодиодная лампа	42	4420	105
Светодиодный светильник	85	8840	104
Светодиодный светильник	220	22240	101

Если в проекте выбран светильник с лампами, где не определена светоотдача, а также в любом другом случае необходимости определить светоотдачу по мощности для источников света неуказанных в данном методическом пособии, можно использовать данные таблицы 11.

Таблица 11 – Светоотдача источников света (ламп) в зависимости от исполнения

Источник света (лампа)		Светоотдача, Лм/Вт (расчётное значение)
обозначение	наименование
ЛН	Лампа накаливания	10 (до 100 Вт)
ГЛН	Галогенная лампа	30
ДРЛ	Ртутная высокого давления	50
ЛЛ	Люминесцентная лампа	80
КЛЛ	Компактная лампа люминесцентная	55
МГЛ	Металлогалогенная лампа	65
Светодиод	Светодиод	80

Последовательность расчёта и расчётные формулы приведены ниже.

Площадь помещения Sn , м² , вычисляют по формуле

S_n = l · a (14)

где l – длина помещения, м;

а – ширина помещения, м.

Высоту подвеса светильника над рабочим местом h_p , м , вычисляют по формуле

h_p = h₁ – h₂ , (15)

где h₁ – высота подвеса светильника над полом, м;

h₂ – высота рабочего места над полом, м.

Если верстак, стол, стенд производственного участка, то h₂ =0,8 м, если это пол (зоны ТО и ТР), то h₂ =0 , а h_p = h_1.

Индекс помещения i , вычисляют по формуле

i = S_n / h_p (l+a) (16)

Коэффициент использования светового потока светильника F, %, в зависимости от степени отражения света элементами помещения, определяется по таблице 12. В дальнейших расчётах он используется в виде десятичной дроби, т.е. 51% = 0,51.

Таблица 12 – Значение коэффициента использования светового потока светильников с люминесцентными лампами и лампами ДРЛ, %

Коэффициент отражения света элементами помещения
Показатель, обозначение	Значение, %
Отражение света потолком Rпот , %	80	80	80	70	50	50	30
Отражение света стеной Rст , %	80	50	30	50	50	30	30
Отражение света полом Rпол , %	30	30	10	20	10	10	10
Значение индекса помещения, i	Коэффициент использования светового потока F, %
06	53	38	32	37	35	31	31
0,8	60	46	38	44	41	38	37
1,0	66	51	43	49	46	43	42
1,25	70	57	49	54	51	48	47
1,5	73	61	54	58	53	52	51
2,0	76	66	56	61	57	55	54
2,5	78	70	59	64	60	58	57
3,0	80	73	62	67	62	60	59

Коэффициенты использования светового потока светильников, даже с одинаковыми лампами, отличаются. Однако, для целей проектирования за основу можно принять данные современного люминесцентного потолочного светильника, которые и приведены в таблице 12 данного методического пособия.

При использовании светильников с газоразрядными ртутными лампами высокого давления (ДРЛ), коэффициент использования светового потока принимается как для люминесцентного светильника.

Если используются подвесные светильники, значение коэффициента использования светового потока должны быть уменьшены и составлять 0,8-0,95 от значений потолочного светильника. Значение 0,8 применяется при меньшем значении индекса помещения (i=0,6), значение 0,95 при самом большом значении индекса помещения (i=3,0). Промежуточные значения определяются между крайними значениями индекса помещения.

Для определения индекса помещения имеет значение и более правильное нахождение коэффициента отражения. Коэффициент отражения света от поверхностей (в процентах) представлен в таблице 13.

Таблица 13 – Коэффициент отражения

Поверхность	Отражение, %
Высокая отражаемость (чистая поверхность, специальные материалы, потолочные панели)	80
Белая	70
Светлая	50
Серая	30
Тёмно-серая	20
Тёмная	10

Число источников света (ламп) N_л , шт, вычисляют по формуле

N_л = (Е · S_n · K₃ )/F ·Ф_л (17)

где Е – минимальная освещённость по норме, лк.

Принимается по таблице 8;

К₃ - коэффициент запаса лампы, необходимый для компенсации потерь освещения из-за её запылённости. К₃ = 1,2 для галогеновых ламп; К₃ = 1,3 для люминесцентных ламп.

Для снижения потерь от запылённости и других загрязнений, лампы необходимо периодически мыть (очищать);

F – коэффициент использования светового потока, %.

Принимается по таблице 12;

Ф_л – световой поток принятой лампы, Лм.

Принимается по таблице 10.

Число светильников N_св , шт, вычисляют по формуле

N_св = N_л /n (18)

где n – число ламп в светильнике, шт.

Пример расчёта светильников, необходимых для нормальной трудовой деятельности представлен в табличной форме для производственного участка АТП.

Исходные данные для расчёта представлены в таблице 14.

Таблица 14 – Исходные данные

Показатель	Обозначение	Величина, размерность
Длина помещения	l	9 м
Ширина помещения	а	6 м
Площадь помещения	Sn	54 м2
Высота подвеса светильника над полом	h1	2,8 м
Высота рабочего места (стол, верстак, стенд)	h2	0,8 м
Минимальная освещённость по норме	Е	300 лк
Коэффициент запаса лампы	К3	1,3
Используемая лампа	ЛЛ	40 Вт
Световой поток лампы	Фл	3200 Лм
Коэффициент отражения потока	Rпот	80%
Коэффициент отражения стен	Rст	50%
Коэффициент отражения пола	Rпол	30%

Расчёт представлен в таблице 15.

Таблица 15 – Расчёт необходимого числа светильников

Показатель. Обозначение и расчётная формула	Расчёт	Размерность
Площадь помещения Sn = l · a	9 · 6 = 54	м2
Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью hp = h1 – h2	2,8 – 0,8 = 2	м
Индекс помещения i = Sn / hp (l+a)	54/2(9+6) = 1,8	-
Число источников света Nл = (Е · Sn · K3 )/F ·Фл	300·54·1,3/3200·0,64=10,3 Принимаем 11	шт
Число светильников Nсв = Nл /n	11/2 = 5,5 Принимаем 6	шт

Исходя из расчётов можно использовать светильники типа ЛД, ЛСП02 с люминесцентными лампами в количестве 6 шт мощностью 80 ВТ (в светильнике 2 лампы мощностью 40 Вт каждая). Общая мощность ламп – 480 Вт. Для экономии электроэнергии можно использовать светильники с энергоэкономичными люминесцентными лампами типа ЛПО33-001 (2х18) или светодиодные светильники СС 110 222-1-Н-072-М.