Краткие теоретические сведения

Средства искусственного освещения – источники света и осветительные приборы являются элементами архитектуры и выполняют разнообразные функции. Во многих случаях свет этих источников заменяет или дополняет естественный свет и создает среду, отвечающую высоким требованиям эстетики и комфорта.

Искусственное освещение, не зависящее от времени дня, сезона, погоды, обеспечивает возможность нормальной жизнедеятельности человека в условиях отсутствия или недостатка естественного света. Более того, с помощью искусственного света решается ряд задач, вообще недоступных для естественного освещения.

Существуют две системы искусственного освещения помещений: общее (равномерное или локализованное) и комбинированное, когда общее освещение помещений дополняется местным на рабочих местах.

Расчет электрического освещения проводится с целью определения основных параметров осветительной установки: количества и мощность источников света, типа и числа светильников, их размещение, при которых будет обеспечена нормируемая освещенность на рабочих местах.

Для расчета искусственного освещения используют следующие методы расчета:

1) метод коэффициента использования светового потока;

2) точечный метод;

3) метод удельной мощности.

Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов. При расчете по этому методу учитывается как прямой, так и отраженный свет.

Точечный метод служит для расчета освещения как угодно расположенных поверхностей и при любом распределении освещенности. Поэтому при расчете общего локализованного освещения, освещения открытых пространств и местного освещения применяется точечный метод.

Для ориентировочного расчета освещенности может быть использован метод удельной мощности, который является упрощенной формой метода коэффициента использования.

Расчет общего освещения осуществим методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимое количество светильников определяется по формуле:

                                                                  (1)

где Е_min – минимальная нормированная освещенность, лк;

k – коэффициент запаса;

S – освещаемая площадь, м²;

Z – коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения);

N – число светильников;

n – число ламп в светильнике;

h - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка r_пт, стен r_с, пола r_п.

Индекс помещения определяется по следующему выражению:

                                   ,                                    (2)

где А, В, h – длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

                                    ,                                (3)

где H – геометрическая высота помещения;

h_св – свес светильника.

После расчета делается эскиз расположения светильников.

Расчет методом удельной мощности:

1. Задается площадь помещения, высота.

2. По таблице в СНиП определить нормированную освещенность для данного помещения и удельную мощность для данной освещенности.

3. Рассчитать общую мощность:

4. Подбирается тип ламп и её мощность P_л

5. Рассчитать количество ламп:

После расчета делается эскиз расположения светильников

4.2 Исходные данные для выполнения расчетного задания №3

 

Рассчитать общее равномерное освещение производственного помещения с использованием люминесцентных ламп. Выбор варианта исходных данных расчетного задания №2 производится по таблице 9. Исходные данные для расчета приведены в таблице 10.

Таблица 9. Варианты исходных данных расчетного задания №3

 

Номер варианта	Номера исходных данных
1	1	5	9	13	16	19	22	24	26
2	2	6	10	14	17	20	23	25	27
3	3	7	11	15	18	21	23	25	27
4	4	8	12	15	18	21	22	24	26
5	1	5	12	14	17	20	22	24	26
6	2	6	11	13	16	19	23	25	27
7	3	7	10	13	16	19	22	25	27
8	4	8	9	14	17	20	23	24	26
9	1	7	11	15	18	21	22	24	26
0	2	6	10	14	18	21	23	25	26

Таблица 10. Исходные данные к расчетному заданию №3

Номера исходныхданных	Значения
1	2
	Источник света:
1	ЛБ-40
2	ЛДЦ-65
3	ЛД-80
4	ЛХБ-40
	Тип светильника:
5	Подвесной диффузный светильник без отражателя, с решеткой ПВЛМ-Р (габариты 1325х190), двухламповый
6	Подвесной диффузный светильник без перфорации и решетки ЛСП-02 (габариты 1237х276), двухламповый
7	Подвесной пылеводозащищенный светильник, с обычными лампами с рассеивающим светом ПВЛП (габариты 1350х230), двухламповый
8	Встроенный потолочный светильник, излучающий часть светового потока в верхнюю полусферу, с рассеивателем ЛПП 01 (габариты 1310х442), четырехламповый
	Наименьший размер объекта различения:
9	0,2 мм
10	0,4 мм
11	0,8 мм
12	2,0 мм
	Контраст объекта различения с фоном:
13	0,3
14	0,1
15	0,6
	Коэффициент отраженияфона:
16	0,1
17	0,3
18	0,7
	Характеристика помещения по условиям загруженности воздушной среды:
19	Концентрация пыли 0,8мг/м^3
20	Концентрация пыли 8 мг/м^3
21	Концентрация пыли 3 мг/м^3
	Высота подвеса светильников:
22	3 м
23	4 м
	Габариты помещения:
24	Длина 12 м; ширина 6 м
25	Длина 24 м; ширина 12 м
	Коэффициент отражения потолка, стен, рабочих поверхностей:
26	70 %, 50 %, 30 %
27	50 %, 30 %, 10 %

 

4.3 Пример выполнения расчетного задания №3

 

Пример 1. Определить электрическую мощность осветительной установки W, количество светильников N, высоту подвеса светильников Н_р, схему размещения светильников по потолку для создания общего равномерного освещения в помещении цеха механической обработки деталей.

Дано: Длина помещения цеха механической обработки деталей А = 20 м, ширина В =5 м, высота h = 5 м. Потолок побелен, стены окрашены бежевой краской. Зрительная работа - средней точности.

Решение: Выбираем напряжение питающей сети U = 220 В, лампы накаливания мощностью W_л = 300 Вт и светильники типа НСП03. Расчет проводим по методу коэффициента использования. Необходимое количество светильников для создания требуемого нормированного общего освещения в помещении определяется по формуле:

где К_з – коэффициент запаса.

Для производственных помещений с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне, где менее 1 мг/м³ пыли, дыма, копоти  К_з = 1,5 (таблица 4, приложения).

Определим площадь помещения: S =А·В = 20 ·5 = 100 м²;

Из таблицы 3 приложения определяем минимальное значение освещенности         Е_min = 300 лк для ламп накаливания. 

Световой поток, создаваемый одной лампой Фл, определяется из таблицы 13 приложения. Для ламп накаливания мощностью W_л = 300 Вт световой поток Фл = 4100 лм.

    Коэффициент Z, характеризующий неравномерность освещения, является

функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте подвеса светильников (L/h), с увеличением которого сверх рекомендуемых значений Z резко возрастает. При не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать:

Z = 1,15 - для ламп накаливания и газоразрядных ламп высокого давления;

Z = 1,1 - для люминесцентных ламп.

    В условиях данной задачи принимаем коэффициент неравномерности освещения Z=1,15.

    Значение коэффициента использования зависит от индекса помещения i, коэффициентов отражения стен ρ_ст и потолка помещения ρ_п, а также высоты подвеса светильников Н_р. Коэффициенты отражения стен ρ_ст и потолка ρ_п определяются по таблице 12 приложения ρ_ст = 50%=0,5 и ρ_п =70%= 0,7. Высота подвеса светильников определяется как расстояние между уровнем рабочей горизонтальной поверхности и светильником.

В условиях данной задачи:

Н_р = h - (h_раб +h_св),

где h - высота помещения, h = 3 м;

h_раб - уровень (высота) рабочей поверхности, h_раб= 1,5 м;

 h_св - расстояние между светильником и потолком, h_св =0,5 м.

Тогда: Н_р = 3 - (1,5 + 0,5) = 1 м.

Индекс помещения i, определяется по формуле:

                                   ,                                       

где А, В, H_p – длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения.

    Коэффициент использования светового потока η определяем по таблице 11 приложения: η=53%=0,53.

    Следовательно, количество светильников:

    Светильники целесообразно разместить симметрично по потолку цеха механической обработки деталей, тремя рядами по восемь светильников.

    Электрическая мощность осветительной установки для создания общего освещения равна:

W = W _л· N =300·24=7200 Вт=7,2 кВт

 

Ответ: необходимое количество светильников для создания требуемого нормированного общего освещения в помещении N=24 шт; электрическая мощность осветительной установки для создания общего освещения W= 7,2 кВт.