Кафедра « Безопасность жизнедеятельности»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

НОРМАЛИЗАЦИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА

НА РАБОЧИХ МЕСТАХ

 

 

ЧАСТЬ 2. РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

 

Методические указания  по выполнению раздела

 в дипломном проектировании и практических работ

по курсу БЖД для студентов всех специальностей

И форм обучения

 

 

 

Составители: П.М. Володин

 О.А. Трошкина

 

 

 

 

САМАРА 2008

 

УДК 658.382

 

Нормализация зрительных условий на рабочих местах. Ч.2. Расчет искусственного освещения: методические указания по выполнению раздела в дипломном проектировании и практических работ по курсу БЖД для студентов всех специальностей и форм обучения / составители: П.М. Володин,               О.А. Трошкина. – Самара: СамГУПС, 2008. – 20 с.

 

Утверждены на заседании кафедры 28 декабря 2007 г., протокол № 4.

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

 

 

Настоящие указания предназначены для расчета искусственного освещения на рабочих местах студентами всех специальностей и форм обучения.

 

Составители: Пётр Михайлович Володин

                   Ольга Александровна Трошкина

 

 

Рецензенты: зав. кафедрой МПТ, к.т.н., профессор Привалов С.А.;

директор межрегионального центра «Охрана труда

и промышленная экология» Cмолев М.В.

 

 

Редактор: И.А. Шимина

Компьютерная верстка Е.Ю. Шарова

 

 

Подписано в печать 26.02.2008. Формат 60х90 1/16.

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п. л.

Тираж 200 экз. Заказ № 19.

 

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2008

Теоретическая часть

 

ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Для освещения используются следующие источники света:

- лампы накаливания;

- газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные);

-газоразрядные лампы высокого давления (дуговые ртутные люминесцентные ДРЛ);

- металлогалоидные (лампы высокого давления с диодами ДРИ);

- дуговые ксеноновые лампы.

Выбор источников света определяется рядом факторов: характером работы, условиями среды и размерами помещения. Лампы накаливания следует применять в помещении, когда не предъявляются повышенные требования к определению цветовых оттенков, а также во взрыво - и пожароопасных помещениях. Люминесцентные лампы следует применять в помещениях, где требуется большая освещенность, а также при повышенных требованиях к правильности определения цветов.

Выбор типа люминесцентных ламп для освещения помещения зависит от особенностей работы и окраски помещения. Лампы ЛХБ (лампа люминесцентная, холодно-белая), ЛД (люминесцентная, дневного света) и особенно ЛДЦ (люминесцентная, дневного света, правильной цветопередачи) следует применять в тех случаях, когда это обусловлено специальными требованиями к определению цвета. Во всех остальных типах рекомендуются лампы типа ЛБ (люминесцентная, белого цвета). Лампы типа ДРЛ, ДРИ-700, натриевые и ксеноновые используются для освещения открытых пространств.

В таблицах 1.1-1.4 приведены характеристики основных типов люминесцентных ламп и ламп накаливания.

Таблица 1.1

Размеры люминесцентных ламп

Параметры	Мощность лампы, Вт
	15	30	40	80	125
Диаметр, мм Длина, мм	25 437,4	25 894,4	38 1199,4	38 1481	38 1481

 

Таблица 1.2

Значения светового F _Л потока ламп накаливания

Мощность лампы, Вт	Напряжение, В	Световой поток, лм
40 60 100 150 200 300 500 750 1000	220 220 220 220 220 220 220 220 220	336 540 1000 1710 2510 4100 7560 12230 17200

 

 

Таблица 1.3

Значения светового потока F л люминесцентных ламп

Тип лампы	Мощность, Вт	Напряжение на лампе, В	Световой поток, лм
ЛДЦ-20 ЛД-20 ЛХБ-20 ЛБ-20 ЛТБ-20	20	60	620 760 900 980 900
ЛДЦ-30 ЛД-30 ЛХБ-30 ЛБ-30 ЛТБ-30	30	108	1100 1380 1500 1740 1500
ЛДЦ-40 ЛД-40 ЛХБ-40 ЛБ-40 ЛТБ-40	40	108	1520 I960 2200 2480 2700
ЛДЦ-80 ЛД-80 ЛХБ-80 ЛБ-80 ЛТБ-80	80	108	2720 3440 3840 4320 3840

 

Таблица 1.4

Общего освещения

Мощность ламп накаливания Вт, напряжением U=220В	Освещенность ЕСР, лк при удельной мощности 1 Вт/м
40 60 100 150 200 300 500 750 1000	4,9 5,5 6,0 6,9 7,2 7,6 8,2 8,7 9,1
Примечание. Для осветительных приборов рассеянного света значения освещенности нужно умножить на коэффициент 0,87

 

 

В таблице 1.7 приведены рекомендуемые отношения l / h расстояний l между светильниками и высотой подвеса h над рабочей поверхностью.

 

Таблица 1.7

Рекомендуемые отношения l / h расстояний l между светильниками и высотой подвеса h над рабочей поверхностью

Тип светильника	Оптимальное	Допустимое
Универсаль с затенением и без (УПМ) Глубокоизлучатель эмалированный (ГПМ) Люцетта цельного стекла Светильники СЗ, ВЗ-1 без отражателя Кольцевые светильники Светильники СХ, ВЗ-1 с отражателем Светильники для ламп ДРЛ, ГсР и ГкР Светильники взрывозащитные Светильники с люминесцентными лампами типа ОД, ОДР, ПВЛ-1, ВОД, ВЛН, ШОД...	1,5 1,4 1,4 2,0 1,5 1,5 0,9 1,4 от 0,3	1,9 1,7 1,6 2,5 1,7 2,0 1,0 1,8 до 1,5

 

Нормы освещенности приведены в таблице 1.8.

Методы расчетов

При расчете искусственной освещенности необходимо разработать систему освещения, выбрать источник света, распределить светильники по потолку, определить мощность и количество светильников для создания равномерной и нормируемой освещенности на рабочих местах.

В случае необходимости определения освещенности на горизонтальных рабочих поверхностях при равномерном распределении светильников с симметричным светораспределением, расчет может быть произведен по методу коэффициента использования. Точечный метод расчета применяют при равномерном распределении светильников с лампами разной мощности (в целях создания более высокой освещенности в определенных точках рабочего помещения, и при локализованном размещении светильников). Для ориентировочного расчета освещенности может быть использован метод удельной мощности. Методом удельной мощности может быть также подсчитана освещенность, получаемая от светильников аварийного освещения.

Указания к решению задачи

1. Выбрать тип лампы, светильника, световой поток лампы и мощность.

2. Согласно имеющимся данным по СНИП 23-05-95, установить норму освещенности рабочей поверхности Е _min по табл. 1.8 (контраст объекта с фоном и фон принять самостоятельно), принять значение коэффициентов Z и k.

3. Определить:

а) расчетную высоту подвеса светильника h (расстояние от светильника до поверхности рабочего места);

б) индекс помещения;

в) коэффициент использования светового потока;

г) количество светильников при условии равномерного освещения;

д) оптимальное расстояние на потолке между светильниками в ряду, l,м;

е) количество светильников в ряду, n с округлением до целого;

ж) количество рядов светильников n _Р;

з) расстояние между рядами l_P и до стены l_P/2;

и) фактическое количество светильников N _Ф;

к) фактическую освещенность рабочей поверхности Е_Ф;

л) процентное отклонение фактической освещенности Е_Ф от нормативной Е _min;

Сделать вывод.

 

Примеры расчета

Пример 1.

Определить электрическую мощность осветительной установки W, количество светильников N, высоту подвеса светильников над рабочей поверхностью h, схему размещения светильников по потолку для создания общего равномерного освещения в аппаратном зале. Разряд работы 5.

Исходные данные:

Длина аппаратного зала А = 20 м, ширина В = 10 м, высота H = 5 м. потолок побелен, стены окрашены голубой краской.

Выбираем напряжение питающей сети U = 220 В, лампы накаливания мощностью W_л = 300 Вт и светильники типа Люцета. Произведем сначала расчет по методу коэффициента использования. Необходимое количество светильников N для создания требуемого нормированного общего освещения в помещении определяется по формуле

 

,

 

где k - коэффициент запаса; для помещений, где отсутствуют выделения пыли k = 1,5;

Е _min =200 лк для пятого разряда работ (табл. 1.8);

F _л -световой поток, создаваемый одной лампой, лм, определяется из таблицы 1.2. Он зависит от выбранной мощности лампы. Для лампы накаливания мощностью Wл = 300 Вт, Fл = 4100 лм. 

Z - коэффициент неравномерности освещения вводят для получения минимальной освещенности, принимаем Z = 0,9.

 Коэффициент использования светового потока определяется по таблице 1.5. Значение коэффициента η зависит от показателя помещения φ, коэффициентов отражения стен ρ_СТ и потолка ρ_П, (ρ_СТ = 0,5 и ρ_П = 0,7). Высота подвеса светильников h определяется как расстояние между уровнем рабочей поверхности h_Р и светильником (см. рис.4.1 а).

В нашем случае

,

где H - высота помещения, м;

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

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

Тогда:

.

Показатель помещения φ, определяется по формуле

Из таблицы 1.5 находим, что η= 0,56.

Таким образом, количество светильников N равно:

N_Ф = (200·200 1,5·0,90)/(4100·0,56) = 24 шт.

Для удобства размещения, примем N _Ф = 30 шт. Разместим светильники симметрично по потолку аппаратного зала, тремя параллельными рядами по десять светильников в каждом ряду, то есть разместим светильники в прямоугольной сетке координат со сторонами 2x3 м.

Схема размещения светильников приведена на рис. 4.1 б.

Электрическая мощность осветительной установки для создания общего освещения в аппаратном зале равна:

.

Пример 2.

Расчет произведем по ориентировочному методу удельной мощности (для условий примера 1). По этому методу общая электрическая мощность установки для создания общего освещения определяется по формуле:

 

,

где Е _min -минимальная, нормируемая общая освещенность (таблица 8), лк

Е _min = 200 лк;

S - площадь пола, S = А∙В = 20∙10 = 200 м²;

k – коэффициент запаса,k = 1,5;

Е _СР - средняя освещенность при равномерном размещении светильников, определяется по таблице 1.6. Для ламп накаливания мощностью W _л = 300 Вт, Е_ср =7,6 лк.

Рис 4.1. Эскиз разреза и плана потолка аппаратного зала со схемой размещения светильников типа Люцета

 

 

Рис. 4.2. Эскиз разреза и плана потолка аппаратного зала-телеграфа со схемой размещения люминесцентных ламп

 

Необходимое количество светильников N определяется по формуле (2.9):

,

где W - общая электрическая мощность установки, Вт;

W _Л - электрическая мощность одной лампы, Вт.

Окончательно выбираем количество светильников N =30 шт.

 

Пример 3.

Определить электрическую мощность W осветительной установки, количество светильников N, высоту подвеса светильников h и схему размещения светильников по потолку для создания общего освещения в помещении. Выбрать тип светильника.

Исходные данные:

Длина А = 20 м, ширина В = 10 м, высота H= 5 м. Потолок побелен, стены покрашены голубой краской. Напряжение сети 220 В. Расчет вести по методу светового потока, использовать люминесцентные лампы, разряд работы 3.

Рекомендуемые типы светильников определяем по таблице 1.5, 1.7 и рис.1.1. Выбираем светильник типа ОД, в котором применяются две лампы типа ЛБ-30, т. е. люминесцентные, белого цвета, мощностью 30 Вт. Длина светильника 945 мм, расстояние от потолка до светильника равно 400 мм

Необходимое количество светильников N, равно:

где Е _min - минимальная, нормируемая общая освещенность в аппаратном зале, определяется по табл.8 Е_min= 300 лк;

S - площадь пола в аппаратном зале S =А∙В = 20∙10 = 200 м²;

k - коэффициент запаса для помещений, где отсутствует выделение пыли k= 1,5;

F _Л - световой поток, создаваемый одной лампой, лм; определяется по табл. 1.3. Он зависит от выбранной мощности и типа лампы. Для лампы типа ЛБ-30 – F _Л = 1740 лм;

Z - коэффициент неравномерности освещения, вводят для получения величины минимальной освещенности, Z = 1,1 - 1,2;        

η - коэффициент использования светового потока, определяется по табл.1.5. Значение коэффициента η зависит от показателя помещения φ и коэффициентов отражения стен ρ_СТ и потока ρ_П, а также от высоты подвеса светильников h Высота подвеса светильников h определяется как расстояние между уровнем горизонтальной рабочей поверхностью h _р и светильником. (см. рис. 4.2 а)

 В нашем случае

,

где H - высота помещения равная 5 м;

h _р =1,5 м

h _с =0,4 м

Тогда:

Показатель помещения φ, определяется по формуле (6):

.

Примем коэффициент отражения стен ρСТ = 0,5 и потолка ρП = 0,7 

 

Из таблицы находим, что η = 0,62.

Количество ламп в светильнике n = 2 шт.

Таким образом, количество светильников равно:

N = (300∙200∙1,5∙1,1)/(1740∙0,62∙2) =46 шт

Принимаем 48 светильников

Разместим светильники по потолку четырьмя параллельными рядами по 12 в каждом ряду. Схема размещения светильников показана на рис. 4.2, б

Электрическая мощность установки будет равна:

 

Библиографический список

 

1. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов / под ред. С.В. Белова.- 4-е изд., испр. и доп.- М.: Высш. шк., 2004.- 606 с.

2. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Минстрой России. – М.: ГП ЦПП, 1995.

3. Инженерные расчеты систем безопасности труда и промышленной экологии / под ред. А.Ф. Борисова. – Н. Новгород: Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 2000. - 256 с.

 

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»