Методика розрахунку освітлення

Мета розрахунку: вибрати систему освітлення, джерело світла і світильник, визначити кількість світильників для забезпечення нормованої освітленості й розташувати їх на плані приміщення.

Вихідні дані: розміри і характеристика виробничого приміщення, характеристика зорової роботи для проектованого технологічного процесу.

Розрахунок штучного освітлення виконується одним з таких методів: коефіцієнта використання, питомої потужності або точковим.

При розрахунках освітлення будь-яким методом допускається відхилення розрахункової освітленості від нормованої не більше ніж на 10...20 %.

Розрахунок освітлення методом коефіцієнта використання виконується за формулою 1:

, (1)

де Ф – необхідний світловий потік ламп у кожному світильнику, лм;

Е –нормована мінімальна освітленість, лк, наведена у табл. 1 відповідно до розряду зорової роботи, лк;

k – коефіцієнт запасу, вибирається за таблицею 4;

S –освітлювана площа, м²;

z – коефіцієнт мінімальної освітленості, величина якого знаходиться в межах 1,1-1,5 (при оптимальних відношеннях відстані між світильниками до розрахункової висоти для ламп розжарювання і ДРЛ z = 1,15; для люмінесцентних ламп z = 1,1, прийнятих за таблицею 1);

N –кількість світильників у приміщенні;

η – коефіцієнт використання світлового потоку.

При виборі системи освітлення варто враховувати, що комбінована система освітлення більш економічна, однак система загального освітлення створює більш рівномірну освітленість робочих поверхонь (при виконанні робіт I-ІV розрядів варто застосовувати систему комбінованого освітлення).

При виборі джерела світла варто враховувати, що для освітлення виробничих приміщень перевагу варто віддавати газорозрядним лампам. Лампи розжарювання варто встановлювати, якщо можливе зниження напруги більш ніж на 10 % від номінального. Можливе зниження температури навколишнього повітря менше +10°С виключає застосування люмінесцентних ламп зі звичайними схемами запалювання.

Тип світильників, установлюваних у виробничих приміщеннях, вибирається за технологічними умовами з урахуванням вимог до розподілу яскравості, за умовами середовища, за економічними показниками, а також з урахуванням естетичних вимог. Вибір типу світильника з люмінесцентними лампами варто здійснювати з урахуванням таблицею 2.

Приклади визначення розряду зорової роботи наведені в таблицею 3.

Коефіцієнт запасу вибирається залежно від ступеня забруднення атмосфери виробничих приміщень пилом, димом, кіптявою і застосовуваним джерелом світла (таблиця 4).

Розрахункова висота підвісу h світильників задається, як правило, розмірами приміщення. Найбільш вигідне співвідношення відстані між світильниками до розрахункової висоти підвісу приймається за таблицею 5 залежно від типової кривої сили світла світильника.

Допускаються невеликі зміни λвід рекомендованих у таблиці 6.

Типова крива сили світла приймається залежно від типу світильника відповідно до ДСТ 13828-74 чи ДСТ 13828-68. Світильники, що випускаються за ДСТ 13828-68, в умовній позначці мають зашифровану буквою за таблицею 7 характеристику світлорозподілення.

Відстань між крайніми світильниками і стіною вибирається:

l = (0,25-0,3) L, якщо робочі місця розташовані безпосередньо біля стін;

l = (0,4-0,5) L, якщо робочі місця відділені від стіни проходами.

Визначають розрахункову висоту підвісу h, м за формулою 2:

. (2)

де Н – висота приміщення, м;

h_св – висота підвісу світильника (від перекриття), м;

h_рп – висота робочої поверхні над підлогою, м (приблизно 0,8 м).

Відстань між світильниками з точковими джерелами світла (лампами розжарювання, ДРЛ і т.д.) L, м розраховується за формулою 3.

L = λh. (3)

Визначають кількість світильників для установлення в приміщенні за формулою 4.

 

. (4)

 

Для світильників з люмінесцентними лампами визначення їхньої кількості виконується в такій послідовності:

– відстань між рядами світильників L_р, м розраховується за формулою 5.

 

;(5)

 

– кількість рядів світильників, виходячи з розмірів приміщення, приймаємо у відповідності до формули 6.

 

; (6)

– кількість світильників у ряді розраховується за формулою 7.

 

; (7)

 

– загальна кількість світильників розраховується за формулою 8.

 

; (8)

 

Для визначення коефіцієнта використання η знаходять індекс приміщення і за формулою9

, (9)

 

де А і В – довжина і ширина приміщення, м;

h –розрахункова висота підвісу, м.

Значення і округляється до найближчих табличних значень, а при і > 5 приймається і = 5.

За таблицею 6 оцінюються коефіцієнти відбиття поверхонь приміщення: стелі – , стін – , робочої поверхні або підлоги – .

За отриманим значенням і та р за таблицею 7 визначають величину коефіцієнта використання світлового потоку для обраного світильника.

За формулою (1) визначають необхідний світловий потік ламп у кожному світильнику і за таблицями 8–11 вибирають необхідну лампу.

Розрахунок освітлення методом питомої потужності проводиться за формулою 10:

, (10)

де – потужність ламп у світильнику, Вт;

Р – питома потужність, Вт/м²;

S –площа приміщення, м²;

N –кількість світильників.

Значення питомої потужності приймається за таблицями залежно від нормованої освітленості, розрахункової висоти підвісу, площі й характеристик приміщення, типу світильника.

Розрахунок освітлення точковим способом виконується за просторовими ізолюксами для обраного світильника.

Розрахунок прожекторного освітлення проводиться за ізолюксами на умовній площині, перпендикулярній осі прожектора і видаленої від нього на 1 м для номінального світлового потоку лампи.

Нормована аварійна освітленість робочих місць для обслуговування повинна складати не менше 5 % освітленості, нормованої для робочого освітлення і бути в межах 2-30 лк усередині будинків і 1-5 лк на майданчиках підприємств. Аварійне освітлення для евакуації людей повинне складати найменшу освітленість на підлозі проходів у приміщеннях – 0,5 лк, на відкритих майданчиках – 0,2 лк.

 

Таблиця 1- Норми освітленості робочих поверхонь у виробничих приміщеннях (витяг зі СНіП ІІ-4-79)

Розряд, характеристика зорової роботи, роз­мір об'єкта розрізнення	Підрозряд	Контраст об'єкта з фоном	Фон	Освітленість, лк
при комбінованому освітленні	при за­гальному освітлені
І. Найвищої точності; розмір об'єкта < 0,15 мм	а   б   в   г	малий малий середній   малий середній великий   середній великий великий	темний середній темний   світлий середній темний   світлий середній світлий
II. Дуже високої точ­ності; розмір об'єкта 0,15 – 0,3 мм	а   б     в   г	малий   малий середній   малий середній великий   середній великий великий	темний   середній темний   світлий середній темний   світлий середній світлий
III. Високої точності; розмір об'єкта 0,3 – 0,5 мм	а   б     в   г	малий   малий середній   малий середній великий   середній великий великий	темний   середній темний   світлий середній темний   світлий середній світлий
ІV. Середньої точності; розмір об’єкта 0,5 – 1 мм	а     б     в   г   а     б     в   г	малий   малий середній   малий середній великий   середній великий великий	темний   середній темний   світлий середній темний   світлий середній світлий
V. Малої точності; розмір об’єкта 1 – 5 мм	малий   малий середній   малий середній великий   середній великий великий	темний   середній темний   світлий середній темний   світлий середній світлий	-     -
VІ. Груба; розмір об’єкта більше 5 мм		незалежно від характеристики фонду і контрасту об’єкта з фоном	-
VІІ. Робота в гарячих цехах із матеріалами і виробами, що світяться; розмір об’єкта більше 0,5 мм		незалежно від характеристики фонду і контрасту об’єкта з фоном	-

 

Примітки до таблиці 1:

1) норми освітленості підвищують на один ступінь шкали освітленості для робіт I-IV розрядів при напруженій зоровій роботі, що виконується протягом усього робочого дня; при підвищеній небезпеці травматизму, якщо норми для загального освітлення не більше 150 лк (наприклад, при роботі на дискових пилках); для приміщень, призначених для роботи або навчання підлітків при нормованій освітленості не більш 300 лк; при відсутності в приміщенні природного світла і постійному перебуванні працюючих, якщо освітленість системи загального освітлення складає 1000 лк і менше;

2) норми освітленості знижують на один ступінь для робіт V і VI розрядів при короткочасному перебуванні людей у приміщеннях або наявності устаткування, що не вимагає постійного обслуговування;

3) при спільному застосуванні газорозрядних ламп і ламп розжарювання освітленість приймається за нормами для ламп, установлених у світильниках місцевого освітлення, при цьому освітленість від світильників загального освітлення повинна складати не менше 10 % освітленості комбінованого освітлення, але в межах 150-500 лк при газорозрядних лампах і 50-100 лк при лампах розжарювання;

4) освітленість при використанні ламп розжарювання знижують за шкалою норм освітленості (0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 7; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150;200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000;4500; 5000 лк):

– на один ступінь при системі комбінованого освітлення, якщо нормована освітленість складає 750 лк і більше;

– на один ступінь при системі загального освітлення для розрядів І - V, VII, при цьому освітленість від ламп розжарювання не повинна перевищувати 300 лк;

– на дві ступені при системі загального освітлення для розрядів VI і VIII;

5) освітленість при роботах з об'єктами, що світяться, розміром 0,5 мм і менше, варто вибирати відповідно до розміру об'єкта розрізнення і відносити їх до підрозряду "в".

 

Таблиця 2- Світильники з люмінесцентними лампами

 

Серія, тип	Кількість, шт.; потужність ламп, Вт	Габаритні розміри, мм	Виконання з пилозахисту
довжина	ширина	висота
Для промислових будівель
ПВЛМ-Д   ЛСПО6(05)     ЛСП02 (04-06; 34-36)   ПВЛІ.ПВЛП     ЛСПОІ (02;10)     НОГЛ     НОДЛ	2x40; 2x80   2x80     2x40; 2x65; 2x80   2x40     2x80; 2x150   1x80; 2x80     1x40; 2x40	(1625)         (1534)			частково пилонепроникні ні   незахищене     незахищене     цілком пило-захищене     незахищене   вибухо-захищене     вибухо-захищене
Для громадських будівель
ЛСО02 (01; 02; 03)	2x40; 4x40     2x65; 2x80				-     -

Таблиця 3- Розряд зорової роботи для деяких приміщень і виробничих дільниць

 

Приміщення і виробничі дільниці	Площа нормування освітленості та її висота від підлоги, м	Розряд зорової роботи
1. Відділення: моторне, агрегатне, механічне й електромеханічне 2. Відділення: ковальське, зварювально- жерстяницьке і мідницьке 3. Столярне відділення 4. Склади громіздких предметів і сипких матеріалів (піску, лісу, цементу і т.д.) 5. Матеріальні, інструментальні і т.д., склади 6. Приміщення котелень - майданчики обслуговування   7. Приміщення димососів, вентиляторів, бункерне відділення, паливоподачі 8. Конденсаційна, хімводоочистка, деаераторна, бойлерна 9. Камери трансформаторів і реакторів 10. Приміщення розподільних пристроїв а) на фасаді щита; б) задній бік щита 11. Приміщення статичних конденсаторів 12. Приміщення для акумуляторів 13. Ремонт акумуляторів 14. Електрощитові в житлових і громадських будівлях 15. Приміщення для вентиляційного устаткування (крім кондиціонерів) 16. Приміщення для кондиціонерів, насосів, теплові пункти 17. Машинні зали насосних, компресорних повітродувок 18. Галереї та тунелі: а) шинопроводів і транспортерів; б) кабельні, теплофікаційні, пульпопроводів, водопровідні Шкали вимірювальних приладів; а) світлі шкали великих і малих розмірів; б) те саме, темні шкали; в) шкали малих розмірів	Г-0,8   Г-0,8   Г-0,8   підлога підлога   В - на топках, затворах і живильниках бункерів   Г-0,8   підлога В-1,5   В-1,5 В-1,5 В - на конденсаторах Г-0,5 Г-0,8   В-1,5   Г-0,8   Г-0,8     Г-0,8   підлога   підлога   В - на приладах -"- -"-	IVa   IV6   Va   20 лк, лампи роз- жарювання     VІІІа VI^х   VI^х   VI^х VI^х ^хх   VІг VІ VIг^хх VI^х ^хх IV6   VI^х ^хх   VІІІб^х ^хх VІІІа   VІ   VІІІв^х ^х, х хх VІІІв^х ^х   ІVг ІVв ІІІв

 

Примітки: х - освітленість варто знизити згідно з приміткою «2*» до таблиці 1;

хх - джерело світла, що рекомендується, – лампи розжарювання;

ххх - освітленість варто підвищити згідно з приміткою «1 *» до таблиці 1.

 

 

Таблиця 4- Коефіцієнт запасу

 

Освітлювальні об’єкти	Світильники
з газорозрядними лампами	з лампами розжарювання
І. Виробничі приміщення з повітряним середовищем, що містить у робочій зоні: а) понад 5 мг/м³ пилу, диму, кіптяви (агломераційні фабрики, цементні заводи й обрубні відділення ливарних цехів);   б) від 1 до 5 мг/м³ пилу, диму, кіптяви (цехи ковальські, ливарні, мартенівські, зварювальні, збірного залізобетону);   в) менш 1 мг/м³ пилу, диму, кіптяви (цехи інструментальні, складальні, механічні, механоскладальні, пошивні);   г) значні концентрації пари, кислот, лугів, газів, здатних при зіткненні з вологою утворювати слабкі розчини кислот, лугів, а також що мають велику корозійною здатністю (цехи хімічних заводів із вироблення кислот, лугів, їдких хімічних реактивів, отрутохімікатів, добрив, цехи гальванопокриття із застосуванням електролізу);   2. Виробничі приміщення з особливим режимом за чистотою повітря при обслуговуванні світильників: а) з технічного поверху; б) знизу з приміщення   3. Приміщення громадських і житлових будівель (кабінети і робочі приміщення громадських будівель, житлові кімнати, навчальні приміщення, лабораторії, читальні зали і т.д.);   4. Території: а) металургійних, хімічних підприємств, шахт, рудників, збагачувальних фабрик, залізничних станцій і прилеглих до них вулиць і доріг; б) промислових підприємств (крім зазначених у пункті «а» і громадських будівель)   5. Вулиці, площі, дороги, території житлових районів і виставок, парки, бульвари	1,8   1,5     1,8   1,3 1,4     1,5   1,5   1,5     1,5	1,7     1,5   1,3     1,5   1,15 1,2   1,3     1,4   1,3     1,3

 

Таблиця 5- Рекомендовані значення (для світильників з типовими кривими (ДСТ13828-74)

 

Типова крива	λ для люмінесцентних ламп	λ для інших ламп
Концентрована (К) Глибока (Г) Косинусна (Д) Рівномірна (М) Напівширока (Л)	0,6 0,9 1,4 2,0 1,6	0,6 1,0 1,6 2,6 1,8

 

Таблиця 6- Приблизні значення коефіцієнтів відбиття стін і стелі

 

Характеристика поверхні, що відбиває

Коефіцієнт відбиття, %

Побілена стеля; побілені стіни з вікнами, закритими білими шторами   Побілені стіни при незавішених вікнах; побілена стеля в сирих приміщеннях; чиста бетонна і світла дерев'яна стеля   Бетонна стеля в брудних приміщеннях; дерев'яна стеля; бетонні стіни з вікнами; стіни, обклеєні світлими шпалерами   Стіни і стелі в приміщеннях з великою кількістю темного пилу; суцільне освітлення без штор; червона цегла не оштукатурена; стіни з темними шпалерами

 

 

Таблиця 7-Коефіцієнти використання світлового потоку. Світильники з лампами накалювання та лампами ДРЛ

Коеффіцієнти відбиття	Тип світильника
Гс, ГсУ	ПКР	Куля; плафон одноламповий	ПО-21	КМП-15; «Астра-1,11,12»
Ρп,% Ρс,% Рр,%	70 70 50 50 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 50 0 50 50 50 30 0 30 10 10 10 0	70 70 50 50 0 50 50 50 30 0 30 10 10 10 0	70 70 50 50 0 50 50 50 30 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0
Коеффіцієнт приміщення	Коефіцієнти використання, %
0,5 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0	59 55 50 48 46 62 59 54 51 50 70 66 62 58 57 75 70 66 63 62 83 77 73 71 70 90 82 80 76 75 94 85 82 79 78 96 86 83 80 79 99 88 86 83 81 99 89 86 84 82	18 17 10 9 3 23 21 16 13 5 30 28 21 19 8 33 31 24 22 9 42 39 30 27 10 49 44 34 31 12 53 47 36 34 13 56 50 39 36 14 60 53 42 39 15 63 55 43 42 16	16 15 13 8 3 20 19 16 12 7 27 26 22 18 11 32 30 26 22 13 40 36 31 26 16 44 40 35 30 18 48 43 38 33 20 51 45 40 36 21 55 49 43 40 25 59 52 46 43 27	24 23 20 17 11 30 28 25 20 14 40 38 34 30 22 44 42 38 34 24 53 49 44 39 27 59 54 48 44 30 63 58 51 47 33 67 60 53 50 35 72 63 57 53 38 74 65 58 56 39	24 22 20 17 16 34 32 26 23 21 46 44 38 34 33 51 49 43 39 37 60 55 50 46 44 60 55 51 49 49 70 64 59 55 53 73 66 62 58 56 78 70 66 62 60 81 73 69 64 62
Клас за ДСТ 1382-4	Прямого світла   П	Переважно відбитого світла У	Розсіяного світла   Р	Переважно прямого світла Н	Прямого світла   Д
Крива сили світла за ДСТ13828-74	Д	Ш	М	Л	Д

Коеффіцієнти відбиття	Тип світильника
РСП05/Г03; З34ДРЛ (РСП05/ДО03;З35ДРЛ)	РСП07; РСП08/Л00; РСП08/Л5 0	РСП05 Д03; СД2РТС; РСП08/Д03; СД2ДРЛ; РСП08/Д5 3	УПДДРЛ	РСП08/Г03; РСП08/Г5 3
Ρп,% Ρс,% Рр,%	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0
Коеффіцієнт приміщення	Коефіцієнти використання, %
0,5 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0	51 49 45 42 42 56 54 49 46 45 63 60 56 53 53 68 65 61 59 57 78 71 68 65 64 82 74 72 69 67 85 76 73 71 69 86 78 74 73 70 89 79 76 74 72 91 80 78 76 73	23 22 18 12 12 30 30 22 18 16 40 38 30 25 23 47 40 37 31 29 58 54 46 41 38 66 60 54 48 44 70 64 58 52 47 74 67 60 56 50 79 71 63 59 53 82 72 65 63 55	33 29 27 22 20 38 37 31 27 26 46 44 38 35 34 52 49 44 40 39 62 57 53 49 48 68 62 58 54 53 72 65 61 58 56 74 67 62 60 58 77 69 65 63 60 80 71 68 65 63	30 30 23 20 18 37 36 30 27 26 45 43 37 34 33 49 47 41 40 38 59 56 50 48 45 67 60 56 53 51 71 63 59 57 53 73 66 60 58 56 77 69 63 61 58 79 70 66 63 60	41 39 35 32 31 49 47 42 39 38 57 54 50 47 46 63 60 55 53 51 73 67 63 60 59 78 70 67 64 63 81 73 69 68 66 83 74 71 69 67 85 76 73 71 69 88 78 75 73 70
Клас за ДСТ 1382-74	П	П	П	П	П
Крива сили світла за 13828-74	ДО	Л	Д	Д	Г
Коеффіцієнти відбиття	Тип світильника
ПВЛМ-Д; ЛД; ЛСП06(05); ЛСП02(04; 05; 0,6; 34-36)	ПВЛ1; ПВЛП	ЛСО02 (0,1; 0,2; 0,3)	НОГЛ, НОДЛ (вибухозахищені)	ЛСП01-2Х80 (02) ЛСП01-2Х150 (10)
Ρп,% Ρс,% Рр,%	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 50 0 50 50 50 30 0 30 10 10 10 0	70 70 50 30 0 50 50 30 10 0 30 10 10 10 0	70 70 50 50 0 50 50 50 30 0 30 10 10 10 0
Коеффіцієнт приміщення	Коефіцієнти використання, %
0,5 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0	28 27 21 18 16 33 32 25 22 20 42 39 33 29 28 49 45 40 35 34 60 54 49 45 44 65 59 55 51 49 70 63 68 55 54 73 65 61 58 56 77 68 64 61 59 80 70 67 65 62	22 18 13 11 9 25 23 17 14 12 31 29 23 19 17 37 34 28 23 21 46 42 36 30 28 51 46 40 35 32 55 50 43 39 35 58 52 45 41 37 61 54 48 44 40 65 57 51 48 43	19 19 14 11 8 23 22 18 15 10 29 27 23 2013 34 32 27 24 15 42 38 32 30 19 47 42 36 34 21 50 45 39 36 23 53 47 40 38 24 55 49 42 40 25 59 51 44 42 26	20 20 16 13 12 26 25 20 17 16 34 31 27 24 22 40 36 32 29 28 48 44 40 37 36 52 48 44 41 40 56 50 47 45 44 58 52 49 47 45 61 54 51 49 48 64 56 53 52 50	34 32 30 24 20 39 37 36 31 26 49 46 44 40 34 56 52 51 46 41 66 61 59 56 50 72 66 64 61 56 77 70 68 65 60 80 72 70 67 62 83 74 72 70 65 87 76 74 73 68
Клас за ДЕРЖСТАНДАРТ 1382-74	П	П	П	П	П
Крива сили світла за ДСТ 13828-74	Д	Д	Д	Д	Г

Потужність, Вт	Тип лампи	Світловий потік, лм, ламп при напрузі, В, рівній
	127-135		220-235
	В В Б БК Б ВК Б ВК Г Б Г Б Г Г Г Г Г	- - -	- - - - - - - - - -		- - - - - - - -

 

Таблиця 8- Технічні дані ламп розжарювання загального призначення (ДСТ 2239-70)

 

Таблиця 9 - Технічні дані ламп розжарювання для місцевого освітлення

Тип лампи	МО12-15	МО12-25	МО12-40	МО12-60	МО36-25	МО36-40	МО36-60
Світловий потік, лм
Тип лампи	МО36-100	МОД12-25	МОД12-40	МОД12-60	МОД36-25	МОД36-40	МОД36-60
Світловий потік, лм
Тип лампи	МОД36-100	МОЗ12-40	МОЗ12-60	МОЗ36-40	МОЗ36-60	МОЗ36-100
Світловий потік, лм

Примітка до таблиці 9: перша пара цифр у позначенні означає напругу живлення лампи, В; друга група цифр – потужність лампи, Вт.

 

 

Таблиця 10 - Технічні дані кварцових галогенних освітлювальних ламп

Тип лампи	Напруга, В	Потужність, ВТ	Світловий потік, лм	Термін служби, ч	Розмір, мм
L	D
КГ220-1000-5						10,75
КГ220-1500				10,75
КГ220-2000-4				10,75
КГ220-5000-1
КТ220-10000-І

 

 

Таблиця 11- Технічні дані люмінесцентних ламп

Тип лампи	Потужність, Вт	Напруга на лампі, В	Світловий потік, лм, потік після 100 годин
номінальний	горіння мінімальний	розрахунко- вий
ЛДЦЗ0-4
ЛД30-4
ЛХБ30-4
ЛТБ30-4
ЛБ30-4			1995.
ЛДЦ40-4
ЛД40-4
ЛХБ40-4
ЛТБ40-4
ЛБ40-4
ЛХБЦ40-1		-
ЛДЦ65-4
ЛД65-4.
ЛХБ65-4