Основы расчета рабочего освещения

Основным заданием расчетов, светотехники, является:

• при естественном освещении – определение необходимой площади световых проёмов (окон);

• при искусственном освещении – необходимого количества светильников электрической осветительной установки.

При естественном боковом освещении рассчитывается необходимая площадь световых прорезов, м²; при верхнем освещении – площадь световых фонарей, м².

Для выбранных световых проёмов, действительные значения КПО в разных точках внутри помещения, рассчитывают с использованием графического метода по СНиП II-4-79, методом А.М. Данилюка.

Расчет искусственного освещения в помещениях можно проводить четырьмя методами: точечным, методом удельной мощности (по таблицам удельной мощности), графическим и методом использования коэффициента светового потока.

Графический метод проф. А.А. Труханова дает наибольшую точность при расчете осветительных установок с направленным светом. Расчет ведется по номограммам.

Метод с использованием коэффициента светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Расчетное уравнение этого метода имеет вид:

E min Sn ZKз

Ф л = Nnз 17 (3.29).

где Е mіn – нормируемая минимальная освещенность, лк, берется из табл. 14 СНиП ІІ-4-79;

Sп – осветительная площадь, м²;

Z – коэффициент неравномерности освещения, Z = 1,1...1,5;

K – коэффициент запаса, который учитывает запылённость светильников и старение источников света в процессе эксплуатации;

N – количество светильников при условии достижения равномерного освещения;

n – количество ламп в светильнике;

с – коэффициент использования излучаемыми светильниками светового потока на рассчитываемой площади; его определяют по справочным данным в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения пола, стен, потолка и индексов помещения:

___ A × B

і = h × (A+B)

здесь А и В – длина и ширина помещения в плане, м;

h – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

По полученным в результате расчета данным, определившим необходимый световой поток, выбирается ближайшая по значению стандартная лампа (Ф л).

При выбранном типе мощности люминесцентных ламп определяется необходимое количество светильников в ряде по формуле:

E min S n K з Z

N = nФ _л η 18 (3.30)

Более обстоятельно с методами расчета естественного и искусственного освещение можно ознакомиться при выполнении лабораторных и практических работ.

Контрольные вопросы и задания

1. Как определить природу света?

2. Назовите количественные показатели освещения.

3. Назовите качественные показатели освещения.

4. Какие бывают виды производственного освещения?

5. Определите системы производственного освещения.

6. Дайте понятие оценке и нормированию производственного освещения.

Практическое занятие ( 2 часа): Определение освещенности в помещениях природным светом.

Цель работы – исследование количественных показателей природного освещения, ознакомление с методами определения коэффициента природного освещения и расчёт необходимой площади светотехнических проёмов (окон) в помещениях.

Общие положения

С целью создания гигиенично-рационального освещения на производстве, необходимо соблюдать определённые требования которые отображают его количественные и качественные показатели (СНиП ІІ - 4 – 79/95).

Количественный показатель – освещённость рабочей поверхности Е, лк (люкс), определяется по формуле:

Е = Ф / S

Где Ф – световой поток, лм, который попадает на поверхность;

S – площадь поверхности, м².

Качественный показатель – это качество производственного освещения, который характеризует гигиенические требования к помещениям.

К гигиеническим требованиям относятся следующие показатели:

- равномерное распределение яркости в поле зрения и ограниченность теней;

- ограниченность прямых и отражённых бликов.

В производственных помещениях используют три вида освещения: природное, искусственное, смешанное (одновременное применение природного и искусственного).

В зависимости от конструктивных особенностей зданий и размещения прорезей для проникновения света, природное освещение делится на:

- боковое, если световые проёмы (окна) размещены во внешних стенах;

- верхнее, если освещение осуществляется с помощью фонарей и отверстий в крышах и перекрытиях;

- комбинированное, если применено боковое и верхнее освещение.

Основной величиной для расчёта и нормирования природного освещения является коэффициент природного освещения е (КПО). Он определяется отношением освещенности Е вн (внешней), которая образуется в какой-либо точке заданной площади в середине помещения светом небосвода (непосредственным или отражённым), к одновременному значению внешней горизонтальной освещенности Е в, которая образуется светом полностью открытого небосвода и определяется п процентах:

е = Евн / Е в × 100% (14)

ЕЕ Е в

0 0

Рис. 1. Схема для определения коэффициента природного освещения (КПО):

Е вн – освещённость в середине помещения в точке 0;

Е в – внешняя освещённость.

На значение КПО влияют:

- размер и конфигурация помещения;

- размеры и размещение световых прорезей (окон);

- отражающая способность внутренних поверхностей помещения и объектов находящихся в нём и затеняющих помещение.

Световой поток, который падает на поверхность, частично отражается, поглощается или пропускается сквозь освещённые предметы. Поэтому световые особенности освещённой поверхности характеризуются не только значением светового потока, что попадают на него, а и коэффициентами отражения ρ, поглощения α, пропускания γ, причем во всех случаях

ρ + α + γ = 1

Коэффициент отражения ρ, определяется как отношение светового потока Ф _отр, отражённого от поверхности, к световому потоку который падает на неё, Ф _пад:

ρ = Ф отр / Ф пад

Таким образом, коэффициент отражения характеризует способность поверхности отражать световой поток, который падает на неё. Отражение светового потока поверхностями зависит от цвета их окраски, состояния и формы.

Совокупное (средне арифметическое значение) коэффициента отражения поверхностей помещения (стены, потолок, пол) может быть рассчитан по формуле:

ρ ₁ S ₁ + ρ ₂ S ₂+ … + ρ _п S _п

ρ _сов = -----------------------------------------,

∑ S

где ρ₁ …. ρ _п – коэффициенты отражения для разных поверхностей;

S ₁ …. S _п – площадь поверхностей для которых определяются коэффициенты отражения.

Напомним, что природная освещённость нормируется СНиП ІІ - 4 – 79/95 в зависимости от характеристики (разряда) зрительной работы, наименьшего размера предмета различия и системы освещения (для строений расположенных в ІІІ поясе светового климата бывшего СССР, а сейчас стран СНГ).

Как проводится нормирование значений КПО смотри стр. 17 данной лекции.

Среднее значение КПО рассчитывается по формуле:

N – 1 2 2

где N – количество точек, в которых определяется КПО (первую и последнюю точки выбирают на расстоянии 1 м от поверхности внешних стен или перегородок);

е₁, е₂, … е_п – значение КПО при верхнем или комбинированном освещении в точках характерного разреза помещения.

При выполнении этой работы для определения соответствия природного освещения в помещении необходимым нормам КПО определяют в нескольких точках, на пересечении двух плоскостей: вертикальной плоскости характерного разреза помещения (например, посредине помещения по оси окон или между ними) и горизонтальной плоскости, расположенной на высоте 0,8 м над уровнем пола и принимаемую за условную рабочую поверхность помещения (смотри рисунок 2).

При верхнем или комбинированном освещении, освещенность измеряют в разных точках помещения со следующими усреднениями, при боковом – на наименее освещённых рабочих местах.

Для обеспечения нормированного значения КПО при боковом освещении необходимо знать суммарную площадь световых проёмов (м²) в зависимости от площади пола, которая составит:

е_п ^{І, ІІ, ІV, V} η _в S_п К_ст К_вн

S бок = ----------------------------------- (12.8)

100 τ₃ τ₁

При верхнем освещении

е _п ^{І, ІІ, ІV, V} η _ф S_п К_з

S верх = ----------------------------------- (12.9)

100 τ_об r₂ К_ф

где е_п ^{І, ІІ, ІV, V} - нормированное значение КПО в зависимости от пояса светового климата; (Харьков находится в ІV поясе светового климата, севернее 50⁰ северной широты).

S_бок , S_верх – площадь световых проёмов при боковом и верхнем освещении, м²;

S_п – площадь пола помещения, м²;

η _в – световая характеристика окна;

η_ф - световая характеристика фонаря или световых проёмов в влощады перекрытий;

К_з – коэффициент запаса, который учитывает снижение освещенности в процессе эксплуатации остекления и зависит от концентрации вредных веществ в воздушной среде рабочей зоны и размещения светопропускающего материала;

К_ф – коэффициент учитывающий тип фонаря;

К_ст – коэффициент, который учитывает затемнение окон строениями расположенных напротив;

τ_об – общий коэффициент светопроницания, определяется по формуле:

τ_{об =} τ₁ × τ₂ × τ₃ × τ₄ × τ₅ (12.10)

где τ₁ – коэффициент, учитывающий потери света проходящего через светопропускающие материалы;

τ₂ - коэффициент, учитывающий потери света в оконных рамах;

τ₃ - коэффициент, учитывающий потери света в конструкциях (при боковом освещении τ₃ =1);

τ₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах;

τ₅ - коэффициент, учитывающий потери света в защитных сетках, которые устанавливаются у фонаря (приравнивается к значению 0,9);

r₁ – коэффициент, учитывающий повышение КПО при боковом освещении благодаря свету отражённому от поверхностей помещения и подстилающей поверхности окружающей здание;

r₂ - коэффициент, учитывающий повышение КПО при верхнем благодаря свету который отражается от поверхностей помещения.

Значения коэффициентов входящих в формулы (12.8 – 12.10) берутся из СНиП ІІ - 4 – 79/95 (1).

Для контроля за освещённостью в рабочих помещениях используют люксметр Ю-116, представляющий соединение селенового фотоэлемента и миллиамперметра, шкала которого градуирована в люксах.

Поиск по сайту: