7.8 Розрахунок загального штучного освітлення дільниці

У діючих нормах ДБН В.2.5-28-2006 проектування виробничого освітлення регламентуються як якісні, так і кількісні характеристики штучного освітлення. Основним критерієм нормування є створення найкращих умов для бачення. Необхідні мінімальні рівні освітлювання приймають виходячи з умов зорової праці: найменшого розміру об’єкта розпізнання, величини контрасту об’єкта на фоні, характеристики фону. Згідно з діючими нормами усі види розбиті на розряди табл. 7.7, виходячи з лінійних розрахунків об’єктів, що розглядаються.

Таблиця 7.7. – Нормування штучного освітлення

Характеристика зорової роботи. Розряд роботи	Найменший розмір об’єкта розрізнення, мм	Контраст об’єкта розрізнення	Характеристика фону	Освітлення Ен, лк
				Комбіноване	Загальне
Високої точності, III розряд	0,3 – 0,5	Середній	Середній	750	200

Завдання розрахунку штучного освітлення полягає у визначенні необхідної потужності електричної освітлювальної установки для створення у виробничому приміщенні заданої освітленості [25].

Проектуючи освітлювальну установку необхідно вирішити ряд питань:

1. Обрати тип джерела світла. До числа джерел світла масового застосування відносяться лампи розжарення, люмінесцентні лампи та газорозрядні лампи високого тиску (ДРЛ). Відповідно до останніх, то, не зважаючи на високу світлову віддачу і значний строк служби, ці джерела світла не можуть забезпечити належної світлопередачі і, таким чином, можуть бути рекомендовані для ряду цехів металургійної та машинобудівної промисловості. Необхідно врахувати, що застосування люмінесцентних ламп можна рекомендувати в таких випадках:

1) У виробничих приміщеннях, де робота пов’язана з великою і тривалою напруженістю зору, або у приміщеннях, де необхідно створювати особливо сприятливі умови для зору людей, які там знаходяться.

2) У виробничих приміщеннях, де виконуються роботи, пов’язані з розпізнаванням відтінків.

3) У виробничих приміщеннях без природного світла, якщо вони призначені для тривалого перебування людей.

Останнім часом для загального призначення випускаються лампи різної кольоровості: білі (ЛБ), холодно-білі (ЛХБ), денні (ЛД), денні покращеної

кольоровості (ЛДЦ). У промисловому освітленні користуються світильниками з люмінесцентними лампами (для загального освітлення) та світильниками з лампами розжарення (для місцевого).

2. Необхідно провести вибір системи освітлення, освітленості та коефіцієнта запасу. При цьому потрібно врахувати, що ефективнішою є система комбінованого освітлення, але у гігієнічному відношенні система загального освітлення більш доскональна тому, що створює рівномірне розподілення світлової енергії.

Правильне використання локалізованого загального освітлення – найпростіший спосіб добитися високих рівнів освітленості на робочих місцях без значних витрат. При виконанні: зорових робіт I-V розрядів слід застосовувати систему комбінованого освітлення. Основним елементом системи комбінованого освітлення слугує світильник місцевого освітлення; вірно вибравши тип та правильно розмістивши його, можна добитися значного збільшення рівня видимості рельєфних об’єктів розрізнення за рахунок збільшення їх контрасту з фоном. Так, найкраща видимість досягається при падінні світла на робочу поверхню під кутом 60° до її нормалі, а найгірша – при напрямку падіння світла, що збігається з нормаллю.

Вибір освітленості у кожному випадку передбачає детальне знайомство з технологією виробничого процесу та особливостями зорової праці, з урахуванням зазначених факторів повинні бути установлені параметри, які характеризують точність зорової праці і додаткові умови та визначають вибір світильника за нормами. У процесі експлуатації освітлювальної установки освітлюваність на робочих поверхнях буде знижуватися за рахунок забруднення ламп і освітлювальної апаратури, зменшення світлового потоку джерел світла, а також забруднення стін та стелі освітлювального приміщення. Отже, при визначенні потужності освітлювального обладнання необхідно вводити деякий коефіцієнт запасу, який підвищує розраховане значення освітлюваності у порівнянні з нормальним.

Більш високе значення коефіцієнта запасу для розрядних ламп у порівнянні з лампами розжарення при тих же умовах експлуатації пояснюється великим зниженням номінального світлового потоку розрядних ламп під кінець строку служби.

3. Необхідно вибрати освітлювальний прилад. Вибір світильника повинен визначатися наступними основними умовами: характером навколишнього середовища; вимогами до світлорозподілу та обмеження сліпучої дії; економією.

Умови середовища освітлюваного приміщення суттєво впливають на вибір типу світильника. В особливо вогких приміщеннях світильник повинен мати краплезахисне, а інколи струменезахисне виконання, але при цьому корпус світильника і патрон повинні бути виконані з вологостійких матеріалів, а засіб підводу струму – виключати можливість їх замикання між собою або з’єднання з металевими частинами.

Аналогічні вимоги висуваються до світильників для освітлення приміщень із хімічно-активними середовищами.

У запилених приміщеннях застосовують світильники у повністю

пиленепроникненому виконанні. При обмеженні кількості пилу у зоні обладнання світильників і при умові, що пил не пригорає на колбі лампи, допускається застосування відритих світильників.

У вогненебезпечних приміщеннях (класи П-1 та П-2) рекомендується застосування пиленепроникаючих світильників і допускається застосування повністю полезахисних світильників. У вогненебезпечних приміщеннях класу П-2а допускається застосування незахищених перекритих світильників. Світильники з лампами розжарення при цьому повинні бути перекриті захисним силікатним склом, а світильники з лампами ДРЛ – захисною сіткою. У світильниках з люмінесцентними лампами стартери повинні бути розміщені у спеціальній вогнетривкій порожнині світильника.

У вибухонебезпечних приміщеннях, в яких утворюються вибухонебезпечні концентрації в нормальних умовах роботи виробничого обладнання (клас В-1) допускається застосування світильників у вибухонепроникаючому виконанні.

При освітлюванні виробничих приміщень, стіни і стеля яких мають високий відбиток, доцільне застосування світильників переважно прямого світла, які направляють від 20 до 40% світлового потоку на стелю приміщення в різних умовах.

Деякі зменшення долі світлового потоку безпосереднього випромінювання у нижню півсферу компенсується поліпшенням якості освітлення і в той же час мало впливає на енергетичну ефективність освітлювального обладнання. Захисний кут світильника – 35°. Світильники розсіяного світла, які спрямовують значну частину світлового потоку на стіни і стелю приміщення, неекономічні у виробничих умовах із-за великих втрат світлового потоку.

Світлорозподіл світлового потоку – це основна характеристика, яка визначає світлотехнічну ефективність застосування світильників у заданих умовах. Так, для освітлення дільниці механічного цеху використовується світильник РСП 05.

Світильник РСП – підвісний, використовується у відповідності з газорозрядними лампами високого тиску для освітлення високих виробничих приміщень. Світильник серії РСП 05 має захист від пилу, виготовляється у декількох різновидностях – з сіткою або зі склом, а також має різну потужність – 125 Вт, 250 Вт, 400 Вт та більше. Основними вузлами світильника є корпус, відбивач світла, розсіювач, вузол з’єднання.

У якості типу джерела застосовуються газорозрядні лампи високого тиску – дугові ртутні лампи типу ДРЛ. Вони представляють собою колбу, всередині якої встановлена кварцова розрядна трубка з парами ртуті та аргону при тискові (2-5) – 105 Па, в яку впаяні основні та запалювальні електроди. При включенні лампи виникає тліючий розряд між основними та запалювальними електродами. Процес розгоряння лампи та стабілізація її параметрів настає через 10 – 15 хв. після включення. Лампи ДРЛ випускають

потужністю від 80 до 1000 Вт; світлова віддача 40 – 55 лм/Вт.

Освітлення дільниці механічної обробки деталі типу «брус передній» площею S = 17,4 × 37 м² і висотою 12,6 м запроектовано світильниками

РСП 05.

Світильники розміщені на висоті 11 м. Коефіцієнти відбиття стелі

ρ_п = 0,7 та стін ρ_с = 0,5. Нормована освітленість – 200 лк. Напруга мережі – 220 В, коефіцієнт запасу K = 1,5.

Необхідний індекс приміщення визначається за формулою

,

де А, В – ширина та довжина приміщення; h_p – висота підвісу світильників над розрахунковою площею.

Тоді .

Користуючись таблицею 7.8, визначимо коефіцієнт використання освітлювального приладу для знайденого індексу приміщення і коефіцієнтів відбиття.

Таблиця 7.8. – Коефіцієнт використання світлового потоку

Світильник	“Астра” УПМ	РСП 05	НСП-07	ВЗ Г-200 з відбивачем	ЛСП-01	ПВЛ
ρп, %	10 50 70	30 50 70	30 50 70	30 50 70	30 50 70	30 50 70
ρс, %	10 30 50	10 30 50	10 30 50	10 30 50	10 30 50	10 30 50
Індекс приміщення	Коефіцієнт використання світлового потоку
0,5	17 21 25	21 24 28	14 16 22	12 14 17	23 26 31	11 13 18
0,6	23 27 31	25 28 34	19 21 27	16 18 21	30 33 37	14 17 23
0,7	30 34 39	29 33 38	23 24 28	19 21 24	35 38 42	16 20 27
0,8	34 38 44	33 36 42	25 26 33	21 24 26	39 41 45	19 23 29
0,9	37 41 47	36 40 44	27 29 35	23 25 28	42 44 48	21 27 32
1,0	39 43 49	40 42 47	29 31 37	25 27 29	44 46 49	23 28 34
1,5	41 50 55	46 51 57	34 37 44	29 30 39	50 52 56	30 36 42
2,0	51 55 60	54 58 62	38 41 48	32 33 35	55 57 60	35 40 46
3,0	58 62 66	61 64 67	44 47 54	35 37 39	60 62 66	41 45 52
4,0	62 66 70	64 67 70	46 50 59	37 39 41	63 65 68	44 48 54
5,0	64 69 73	66 69 72	48 57 61	38 40 42	64 66 70	48 51 52

Коефіцієнт використання освітлювального приладу .

При розміщенні світильників на відстані один від одного 3 м, загальна їх кількість складає 60. При цьому світловий потік кожного джерела світла, необхідний для забезпечення заданого рівня нормованої освітленості, визначається за формулою:

,

де – нормована освітленість, = 200 лк; – площа розрахункової поверхні, = 644 м²; K – коефіцієнт запасу, K = 1,5; Z – коефіцієнт мінімального освітлення, значення якого для ламп розжарення і ДРЛ дорівнює Z = 1,15; – коефіцієнт використання світлового потоку ламп, залежний від ККД розподілення сили світла світильника, а також коефіцієнтів відбивання стелі (ρ_п) і стін (ρ_с), = 0,47; n – кількість ламп у світильнику, n = 1; N – кількість світильників, N = 60.

Тоді світловий потік лм.

Користуючись таблицею 7.9 визначаємо необхідну потужність джерела світла.

Таблиця 7.9. – Світловий потік ламп в залежності від номінальної потужності

Лампи розжарення		Газорозрядні лампи
Потужність, Вт	Світловий потік, лм	Потужність, Вт	Світловий потік, лм
15	105	ДРЛ
25	220	80	3200
40	400	125	5600
60	715	250	11000
100	1350	400	19000
150	2100	700	35000
200	4600	1000	50000
300	8300	ДРІ
500	13100	250	18700
750	18600	400	32000
1000	29000	700	59500
		1000	90000
		2000	190000

Найближче за світловим потоком джерело, газорозрядна лампа ДРЛ, має потужність 250 Вт, його світловий потік дорівнює 11000 лм.

Визначаємо фактичну освітленість

,

де – нормований світловий потік.

Отже, лк – фактична освітленість дільниці

механічної обробки деталі типу «брус передній».

Газорозрядні лампи ДРЛ потужністю 250 Вт забезпечують електричну освітлювальну установку необхідною освітленістю у виробничому приміщенні. Створюють комфортні умови для роботи зорового аналізатора. Рівень освітленості відповідає точності і складності виконуваної роботи. Лампи ДРЛ забезпечують рівномірне розподілення яскравості на робочій поверхні, а також у межах навколишнього простору.

Висновки:

1. Розглянуто небезпечні та шкідливі виробничі фактори, мікроклімат, освітлення, заземлення, занулення виробничих приміщень, вплив шуму та вібрації на організм людини. Проведено аналіз загальних ергономічних вимог до робочого місця при виконанні роботи сидячи та стоячи.

2. Розроблено заходи з охорони праці при механічній обробці деталей.

3. Розраховано загальне штучне освітлення дільниці механічної обробки деталей типу «брус передній».