Расчет искусственного освещения

Рисунок 2. Светильники местного освещения:

а – типа СМО; б – типа КГ на гибком кронштейне; в – типа МЛ с люминесцентными лампами; г – типа РБ (настенный, раздвижной)

2. СВЕТИЛЬНИКИ С ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ ЛАМПАМИ

Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Колба лампы заполнена инертным газом (аргон-криптоновой смесью), который облегчает зажигание дугового разряда, уменьшает распыление катодов, увеличивает градиент электрического потенциала в столбе разряда и существенно повышает выход излучения резонансных линий ртути. В качестве люминофора, как правило, применяется галофосфат кальция активированный сурьмой и марганцем. Подбирая состав люминофоров, можно создать излучение любого спектра.

Существенным недостатком ЛЛ является пульсация светового потока при питании переменным током. Работа в условиях освещения пульсирующим светом снижает работоспособность органа зрения и вызывает повышенное утомление, головные боли и т.д. Кроме того, наличие в поле зрения движущихся или вращающихся предметов, даже при низких значениях коэффициента пульсации, может вызвать стробоскопический эффект и привести к производственному травматизму.

Особенностью эксплуатации ЛЛ является включение в сеть только с пускорегулирующими аппаратами (ПРА), обусловленное, тем, что для зажигания разряда требуется более высокое напряжение, чем для устойчивого горения.

Достоинствами ЛЛ является значительная светоотдача (75-85 лм/Вт), экономичность, срок службы достигает 12000 ч, благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному, равномерность светового потока и сравнительно невысокая яркость.

Порядок расчета освещения светильниками с люминесцентными лампами аналогичен расчету для светильников с лампами накаливания, но имеет некоторые особенности.

Высоту подвеса светильников hсв (при расположении освещаемой поверхности не менее 0,8 м от пола) принимают по таблице 5.

Рисунок 3. Светильники с люминесцентными лампами:

а – подвесной открытый дневного света с защитным углом α = 15о в поперечной плоскости (типа ОД – прямого света со сплошными отражателями, ОДО – рассеянного света с отражателем, имеющим отверстия в верхней части, ОДОР – то же, с экранирующей решеткой); б – подвесной открытый прямого света с защитным углом α = 30° в продольной и поперечной плоскостях (типов ШЛД, ШОД); в – пылевлагозашищенный рассеянного света (тип ПВЛ)

Таблица 5 – Минимальная высота подвеса светильников с люминесцентными лампами

Затем по таблице 1 приложения находят коэффициенты отражения.

Определяют общую мощность на освещение, Вт,

,                                                                                    (2.1)

где Ру – удельная мощность, Вт/м2, необходимая для расчета общего равномерного

освещения в зависимости от площади освещаемого помещения Sп, требуемой освещенности Е, типа светильников, высоты их подвеса hсв, типа применяемых ламп и коэффициентов отражения стен ρст и потолков ρпт.

Расчетная мощность одной лампы, Вт,

,                                                                      (2.2)

где nсв – общее число светильников;

nл.св – число ламп в светильнике.

По таблице 4 приложения по расчетной мощности одной лампы уточняют паспортную мощность Рл люминесцентных ламп, Вт, и световой поток Fл, Лм.

Действительную мощность осветительной установки, Вт, рассчитывают по формуле:

.                                                                      (2.3)

Действительная удельная мощность, Вт/м2,

.                                                                      (2.4)

Действительная освещенность, Лк,

,                                                                      (2.5)

где Ен – нормативная освещенность, Лк [СНиП 23-25-95*].

3. ТОЧЕЧНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Точечный метод расчета позволяет определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности в любой точке произвольно расположенной плоскости при любом расположении светильников, если отраженный от стен и потолка световой поток не имеет большого значения. Этот метод используют при расчете:

- общего локализованного освещения, которое наиболее целесообразно в цехах с крупногабаритным оборудованием – сборочных, прессовых, мартеновских, прокатных и т. п.;

- местного освещения;

- освещенности негоризонтальных поверхностей;

- наружного освещения.

Сущность метода состоит в том, что требуемый световой поток осветительной установки определяют исходя из условий, что в любой точке освещаемой поверхности освещенность должна быть не меньше нормированной. На плане помещения с указанным расположением светильников намечают контрольные точки, освещенность в которых может оказаться наименьшей. В каждой из этих точек вычисляют освещенность.

Ввиду того, что световой поток светильников еще не известен, вычисляют не истинную освещенность, а условную, т. е. освещенность, которая была бы создана в этих точках, если бы в светильниках выбранного типа находились лампы с условным световым потоком 1000 лм. Ту из точек, освещенность в которой окажется наименьшей, принимают в качестве расчетной. Задача дальнейшего расчета – определение светового потока светильников, при котором освещенность в расчетной точке будет не ниже нормированной. Для расчета необходимы следующие данные:

- наименование и назначение освещаемого помещения (площадки);

- схема освещаемого помещения (площадки) с указанием расположения светильников, расчетных точек и расстояний (рис. 4); тип светильников; напряжение в сети Uc, В; высота подвески светильников hсв, м.

Рисунок 4. – Схема к расчету искусственной освещенности точечным методом:

hсв – высота подвеса светильников С; h1 – высота расположения светильника над условной горизонтальной поверхностью; r – расстояние от светильника до расчетной точки РТ; d – расстояние по горизонтали от проекции оси светильника до расчетной точки; L1 – расстояние от проекции оси светильника до расчетной оси освещаемого объекта; L2 – расстояние от проекции оси светильника до расчетной точки; Lсв – расстояние между светильниками

Расчет наружного освещения целесообразно выполнять в такой последовательности.

В зависимости от вида выполняемых работ определить нормативную освещенность Ен. При выборе значения нормативной освещенности для открытых площадок можно руководствоваться следующими данными:

- при аварийном освещении поверхностей Ен должна быть не менее 5 % освещенности, создаваемой системой рабочего освещения;

- при проведении строительно-монтажных работ по всей территории Ен = 2 Лк;

- при охранном освещении площадок предприятий Ен = 0,5 Лк на уровне земли или на плоскости ограждений;

- при эвакуационном освещении внутри зданий Ен = 0,5 Лк, а на открытых территориях Ен = 0,2 Лк;

Из таблицы 2 выбрать коэффициент запаса Кз, учитывающий выделение пыли и снижение светового потока ламп в процессе их эксплуатации.

Определить коэффициент добавочной освещенности μ, учитывающий действие удаленных светильников и отраженного света. При отсутствии удаленных источников света и внутренней отделке помещений темных цветов μ = 1; при эмалированных светильниках прямого света μ = 1,1-1,2; в других случаях μ = 1,05...1,1. При использовании светильников преимущественно прямого света, коэффициентах отражения потолка ρпт > 0,5 и стен ρст > 0,5 возможно μ = 1,3...1,6.

Рассчитать суммарную относительную освещенность в наиболее удаленной от светильников точке (в расчетной точке), Лк:

,                                                        (3.1)

где Fл – световой поток, лм, лампы, принятый по таблице 4 приложения.

Вычислить относительную освещенность от одного светильника, Лк:

,                                                                      (3.2)

где псв.у – число светильников, учитываемых при определении суммарной относительной освещенности.

По относительной освещенности от одного светильника Ео определить отношение γ1 = L2/hсв для выбранного типа светильника (табл. 8 приложения). Исходя из значения γ1 рассчитать расстояние от проекции оси светильника до расчетной точки, м (см. рис. 4):

.                                                                                    (3.3)

Определить расстояние между светильниками, м:

,                                                                      (3.4)

где L1 – расстояние от проекции оси светильника до расчетной оси освещаемого объекта.

Если необходимо рассчитать освещение наклонной плоскости, то через расчетную точку РТ (рис. 5), лежащую на этой плоскости, следует провести вспомогательную горизонтальную плоскость. Связь между значениями освещенности в этой точке соответственно в горизонтальной Ег и наклонной Ен плоскостях выражается соотношением

,                                                                                    (3.5)

где ;

θ – угол наклона плоскости к горизонтали, град;

l – наименьшее расстояние на плане от проекции светильника до наклонной плоскости (рис. 5).

Рисунок 5. – К расчету освещенности наклонной поверхности

Расчет общего локализованного освещения в помещениях выполняют с использованием графиков пространственных изолюкс (рис. 6). На таких графиках, построенных для различных светильников, оснащенных лампой со световым потоком 1000 лм, нанесены линии условной освещенности е.

                                                        а                                                                                    б

Рисунок. 6. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности:

а – для светильников типа «Универсаль» и «Астра»; б – для светильников типа «Глубокоизлучатель»

Расчет выполняют следующим образом.

Зная hсв и L2 (см. рис. 4), определяют условную освещенность е по графику для выбранного типа светильника.

Вычисляют суммарную условную освещенность от всех учитываемых светильников, Лк:

,                                                        (3.6)

где е1, е2,..., еn – условная освещенность соответственно от первого, второго и п-го учитываемых светильников.