- •И.В. Ершов, а.П. Кудря, к.А. Тимолянов Осветительные установки учебное пособие
- •1. Основные понятия и место дисциплины в комплексе светотехнических дисциплин.
- •1.1 Основные светотехнические дисциплины:
- •1.2 Виды и системы освещения
- •1.3 Основные светотехнические величины.
- •1.4 Светораспределение светильников
- •1.5. Примерный порядок расчета электрического освещения.
- •2. Нормирование осветительных установок.
- •2.1. Цели, сущность и задачи нормирования.
- •2.2. Нормирование освещения производственных помещений
- •2.2.1. Нормирование освещенности.
- •Нормируемая освещенность рабочих мест в промышленности от искусственного освещения по зарубежным и отечественным нормам и международным стандартам iso, cie, en
- •2.2.2. Коэффициент запаса
- •Коэффициенты эксплуатации в din 5035 и соответствующие им коэффициенты запаса
- •2.2.3. Энергоэкономичность
- •Минимально допустимые световые отдачи источников света для общего искусственного освещения помещений
- •Максимально допустимые удельные установленные мощности искусственного освещения в производственных помещениях
- •2.2.4. Прямое слепящее действие.
- •2.2.5. Отраженная блескость.
- •Наибольшая допустимая яркость рабочих поверхностей с зеркальным и направленно-рассеянным отражением [сНиП 23-05-95*]
- •2.2.6. Равномерность распределения яркости в поле зрения.
- •Рекомендуемые освещенности в рабочей зоне и зоне окружения в международных стандартах
- •2.2.7. Пульсация светового потока.
- •2.2.8. Спектр излучения источников света.
- •2.3. Нормирование освещения общественных и жилых зданий
- •2.3.1. Освещенность
- •2.3.2 Цилиндрическая освещенность
- •2.3.3. Прямое слепящее действие
- •2.3.4. Энергоэффективность
- •Рекомендуемые источники света для общего освещения общественных и общедомовых помещений жилых зданий
- •2.4. Жилые здания
- •2.5. Нормирование наружного утилитарного освещения.
- •2.5.1. Освещение улиц, дорог и площадей
- •2.5.2. Освещение пешеходных зон и переходов
- •2.5.3. Освещение территорий жилых районов
- •2.5.4. Наружное архитектурное освещение зданий и сооружений
- •3. Элементы теории наивыгоднейшего расположения осветительных приборов
- •4. Светотехнические расчеты осветительных установок
- •4.1. Упрощенные методы расчета
- •4.1.1. Метод коэффициента использования
- •Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка
- •Коэффициент использования светильников с типовым ксс
- •4.1.2. Точечный метод расчета освещенности.
- •4.2 Методы глобального освещения
- •4.2.1 Метод излучательности (radiosity)
- •4.2.2 Метод трассировки лучей (raytracing)
- •6. Электрическая часть осветительных установок.
- •6.1.Напряжение осветительных сетей
- •6.2 Надежность электроснабжения оу
- •6.3. Источники питания
- •6.4. Схемы питания оу
- •6.5. Расчет осветительной сети
- •6.5.1 Расчетные осветительные нагрузки
- •6.5.2. Выбор сечений проводов по длительно допустимому току
- •6.5.3. Расчет сетей по потере напряжения.
- •6.5.4. Выбор токов аппарата защиты
- •6.6. Проводники для осветительных линий
1.5. Примерный порядок расчета электрического освещения.
1. На основе анализа вида зрительных работ производится выбор вида и системы освещения, а также нормируемых значений освещенности (минимальная или средняя освещенность, средняя яркость дорожных покрытий) и качественных характеристик освещения (показатели ослепленности и дискомфорта, цилиндрическая освещенность, коэффициент пульсации освещенности).
2. На основе анализа данных об особенностях технологического процесса, сведений об условиях среды в помещениях и наружных установках, отнесения помещений и зон наружных установок к определенному классу взрывоопасности и электроопасности производится выбор типа светильников и применяемых в них ламп.
3. Оформление дизайн-проекта ОУ.
4. Светотехнический расчет осветительных установок, целью которого является определение числа осветительных приборов, их размещение и потребляемая мощность ОУ.
5. Проверка рассчитанной осветительной установки на соответствие нормативным требованиям к качеству освещения.
6. Проектирование электрической осветительной сети: выбор напряжения и источников питания; выбор схемы питания осветительных установок: защита сетей и управление освещением.
7. Расчет электрической осветительной сети: расчет нагрузок; выбор сечений проводов; расчет сетей дистанционного управления.
8. Исполнение осветительных сетей: выбор способа монтажа электропроводок и светильников; выбор электромонтажных материалов и изделий.
9. Рассмотрение вопросов охраны труда на стадии проектирования осветительных установок.
10. Оформление проекта осветительной установки.
2. Нормирование осветительных установок.
2.1. Цели, сущность и задачи нормирования.
Целями нормирования освещения (естественного и искусственного) являются:
- создание световой среды, обеспечивающей безопасные и комфортные условия труда, безопасное передвижение пешеходов и транспорта, осуществление технологических процессов, эффективное функционирование систем видеонаблюдения;
- эффективное использование ресурсов электрической и тепловой энергии, а также ресурсов светового климата.
Сущность нормирования освещения заключается в законодательном установлении норм и правил выполнения систем искусственного и естественного освещения, обеспечивающих необходимые значения количественных и качественных параметров освещения.
Эффективность систем освещения определяется:
- производительностью труда;
- зрительной работоспособностью;
- видимостью или различимостью объектов;
- вероятностью возникновения аварийной ситуации;
- насыщенностью светом окружающего пространства (светлотой);
- архитектурно-художественным восприятием окружающего пространства.
Зрительная работоспособность – способность выполнять зрительную работу и поддерживать высокую степень мобилизации зрительных функций. ЗР может оцениваться остротой зрения, быстротой различения, видимостью и др.
Быстрота различения – величина, обратная минимальному времени, в течении которого объект должен находиться в поле зрения для того, чтобы он был замечен наблюдателем.
Задачи нормирования:
- классификация зрительных работ по точности и сложности;
- выбор критериев нормирования в соответствии с функциональным назначением освещения;
- выбор параметров освещения, подлежащих нормированию;
- установление значений нормируемых параметров.
Критерием нормирования является показатель светотехнической эффективности освещения, на основании которого выбираются нормируемые количественные и качественные параметры.
Принято раздельное нормирование освещения промышленных, общественных, жилых зданий и селитебных территорий.
Селитебная территория (residential area) – территория, предназначенная для размещения жилых и общественных зданий и сооружений, а также для устройства путей внутригородского сообщения, улиц, площадей, парков, садов, бульваров и др. общественных мест.
В зависимости от параметров, определяющих эффективность освещения различают прямое и косвенное нормирование.
При прямом нормировании регламентируются величины, непосредственно определяющие эффективность освещения (см. выше).
Прямое нормирование является наиболее совершенным, однако при этом нет достаточной информации о том, как нормируемые величины связаны с непосредственно измеряемыми фотометрическими характеристиками.
При косвенном нормировании регламентируются фотометрические характеристики, непосредственно рассчитываемые и измеряемые.
В мировой практике в качестве основной нормируемой количественной характеристики искусственного освещения используется освещенность. Кроме освещенности в некоторых общественных помещениях дополнительно нормируется цилиндрическая освещенность (характеризующая насыщенность помещения светом), а в наружном освещении улиц дорог и площадей дополнительно нормируется яркость.
При естественном освещении основным нормируемым количественным показателем является КЕО, выраженный в процентах. Таким образом, нормируемый показатель не зависит от времени суток.
При эксплуатации систем естественного и искусственного освещения с течением времени происходит снижение освещенности в результате старения источников света и загрязнения светопропускающих элементов. Для учета этого фактора в отечественных нормах вводится коэффициент запаса КЗ (КЗ >1).
Согласно СНиП 23-05-95* различают коэффициент запаса для естественного и искусственного освещения.
Коэффициент запаса для естественного освещения – расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопропускающих материалов в световых проемах, а также снижения отражающих свойств поверхностей помещения.
Коэффициент запаса для искусственного освещения - расчетный коэффициент, учитывающий снижение освещенности или яркости в процессе эксплуатации ОУ вследствие загрязнения и невосстанавливаемого изменения отражающих и пропускающих свойств оптических элементов осветительных приборов, спада светового потока и выхода из строя источников света, а также загрязнения поверхностей помещения, наружных стен здания или сооружения, проезжей части дороги и улицы.
В зарубежных нормах вместо коэффициента запаса используется коэффициент эксплуатации MF (maintenance factor) – величина, обратная к-ту запаса.
В некоторых случаях нормируются показатели энергоэкономичности, например удельная установленная мощность, т.е. мощность искусственного освещения, потребляемая на 1 кв. м. освещаемой площади (Вт/м2).
К качественным параметрам освещения относятся характеристики, влияющие на комфортность условий для работы зрения:
- параметры, определяющие прямое слепящее действие ОУ (показатель ослепленности, показатель дискомфорта, обобщенный показатель дискомфорта);
- параметры, определяющие отраженное слепящее действие ОУ (яркость поверхностей в направлении глаз работающего);
- глубина пульсаций светового потока;
- равномерность распределения освещенности, коэффициент передачи контраста;
- цилиндрическая освещенность.