Как рассчитать освещенность помещения – коэффициент неравномерности освещения. Расчет общего освещения Расчет общего освещения бжд

07.03.2020

КФ МГТУ им. Н.Э.Баумана

Практическое занятие по дисциплине «бжд»

Тема занятия:

«Расчёт общего искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока»

Время: 2 часа.

Кафедра ФН2-КФ

Производственное освещение

Вся информация подается через зрительный анализатор. Вредное воздействие на глаза человека оказывают следующие опасные и вредные производственные факторы:

Недостаточное освещение раб. зоны;

Отсутствие/недостаток естественного света;

Повышенная яркость;

Перенапряжение анализаторов (в т.ч. зрительных)

По данным ВОЗ на зрение влияет

яркий видимый свет;

мерцание;

блики и отраженный свет

Физиологические характеристики зрения

острота зрения;

устойчивость ясного видения (различие предметов в течение длительного времени);

контрастная чувствительность (разные по яркости);

скорость зрительного восприятия (временной фактор);

адаптация зрения;

аккомодация (различие предметов при изменении расстояния)

Светотехнические величины

Это понятие связано с той или иной осветительной установкой

1. Световой поток F, [лм] - люмен

2. Сила света J, [кд] - кандела

3. Освещенность E, [лк] - люкс

4. Яркость L, [кд/м 2 ]

5. Контраст К

К = (L 0 - L Ф)/L 0

Контраст бывает: - большой (К>0,5); - средний (К = 0,2 - 0,5); - малый (К<0,2).

6. Фон - поверхность, которая прилегает к объекту различения.

Наименьший размер объекта различения с фоном.

7. Коэффициент отражения 

 = F ПАД /F ОТР

В зависимости от коэф. отражения фон бывает:

Светлый  = 0,2 - 0,4;

Темный  < 0,2.

Естественное освещение

При естественном освещении к-либо точки горизонтальной плоскости, за основу при нормировании принимается манимально допустимая величина коэффициента естественной освещенности.

Коэф. естеств. освещ. (КЕО) = Е = E ВН /Е СН 100%, где

E ВН - освещенность к-либо точки горизонтальной пов-ти, находящейся внутри помещения [лк];

Е СН - освещенность к-либо точки, находящейся снаружи помещения на расстоянии 1 м от здания [лк];

Системы естественного освещения

Боковое освещение;

Верхнее освещение;

Комбинированное освещение.

Эти величины в соответствии со СНиП II-4-79 (Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования -М, Стройиздат, 1980) нормируются.

Для выбора естественного освещения необходимо учитывать следующие факторы:

Разряд зрительной работы;

Система освещения.

В зависимости от величины объекта различения с фоном все зрительные работы подразделяются на 8 разрядов.

Разряд зрительной работы - отношение минимального размера объекта различения с фоном к расстоянию от органов зрения до объекта различения.

Искусственное освещение

Искусственное освещение - освещение помещений прямым или отраженным светом искусственного источника света

За основу при нормировании принимается минимально допустимая величина освещенности какой-либо точки.

Системы искусственного освещения

местное (локальное);
комбинированное

Может быть использовано в производственных помещениях общее и комбинированное, а одно местное использовать нельзя.

Имеет место также освещение: - аварийное; - дежурное; - эвакуационное.

СНиП II-4-79

Факторы, учитываемые при нормировании искусственного освещения:

Характеристика зрительной работы;

Минимальный размер объекта различения с фоном;

Разряд зрительной работы;

Контраст объекта с фоном;

Светлость фона (характеристика фона);

Система освещения;

Тип источника света.

Подразряд зрительной работы определяется сочетанием п.4 и п.5.

Методика расчета естественного освещения

Используется метод А.Д.Данилюка. Определяется площадь поверхности оконных проёмов.

Методика расчета искусственного освещения

Метод светового потока

Метод удельной мощности

Точечный метод

Метод светового потока

Задача. Определить освещенность на раб. месте

Е РМ = (0,9 - 1,2) Е Н

Для этого необходимо выбрать:

систему освещения;

источник света;

светильник.

Формула для определения светового потока лампы или группы ламп

Е н - нормируемая величина освещенности [лк];

S - площадь производственного помещения [м 2 ];

К з - коэф. запаса;

N - кол-во светильников [шт];

Z - поправочный коэф-т, зависит от типа лампы

 - коэф-т использования светового потока, для выбора которого необходимо знать:

Коэф. отражения от потолка, стен и пола ( п,  с,  р);

Индекс помещения - i=a · b/(h p · (a+b)),

где а и b - ширина и длина помещения, м; h p - высота подвеса светильника над расчётной поверхностью, м.

Для ЛЛ ламп, зная групповой световой поток F и кол-во ламп в светильнике n (2 или 4), определим световой поток одной лампы.

F РАСЧ = (0,9 - 1,2) F ТАБЛ

Распределение светильников по площади производственного помещения.

Для ЛЛ - вдоль длинной стороны помещения, вдоль окон, параллельно стенам с окнами.

Для ЛН, ДРЛ - в шахматном порядке.

ЛЛ лампы
Достоинства	Недостатки
Высокий КПД;	Наличие дополнительных устройств;
Экономичность;	Грозкость;
Свет, близкий к естественному	Инерционность
Лампы накаливания
Не инерционные;	Желтая область спектра;
Компактные	Малая светоотдача;
	Малый срок эксплуатации

Давно известно, что качественное искусственное освещение является неизменным атрибутом активной жизнедеятельности человека в тёмные часы суток. И важно поддерживать должный его уровень, чтобы обеспечить хорошее самочувствие. Как же правильно подобрать свет для дома или рабочего места, чтобы ощущать себя комфортно?

Принципы планирования освещённости

Однако не нужно ничего выдумывать, разработаны и приняты нормы искусственного освещения, обеспечивающего бжд человека. Сюда входят нормативы, ГОСТы и рекомендации. От их неукоснительного выполнения часто зависит не только здоровье либо производительность труда работника, но даже иногда и его жизнь. Если разрабатывается проект для искусственного освещения выбранных производственных помещений, базовый расчет показателей производится на основе данных отечественного СНиПа под номером 23.05–95.
Глобально освещение делится на три типа: естественное (от солнца через окна), искусственное (светильники) и смешанное (либо совмещённое) – оба вида вместе. На крупных производственных предприятиях, где в обязательном порядке соблюдаются требования охраны труда и бжд, очень важно обеспечивать баланс освещённости помещений при использовании совмещённых источников света: искусственного и естественного. Поэтому при планировании цехов следует непременно проводить соответствующие замеры.
Хорошо спланированная освещённость способствует отличному самочувствию работников, что позитивно сказывается на производительности их труда, в разы снижается утомляемость и риск возникновения травматизма. Поэтому перед установкой осветительных приборов профильными специалистами обязательно должен быть проведён расчет освещённости конкретных производственных помещений.

Качественный расчет должен учитывать не только факторы планировки помещений, но и особенности расположения производственных объектов относительно сторон света, уровень естественной инсоляции в разное время года, цвет и материал строений.

При определении интенсивности общего освещения помещений обязательно должно приниматься во внимание естественное излучение от солнца. Поэтому всегда учитывается количество и размеры окон в помещениях. В расчет мощностей светильников также вносится поправка на естественное загрязнение оконных поверхностей, плафонов ламп. Кстати, показана регулярная их мойка, т.к. скопившаяся пыль значительно снижает интенсивность свечения ламп (либо проникновение солнечных лучей сквозь грязные окна).
Как правило, производственные помещения имеют слабое естественное освещение из-за небольшого количества окон и несоответствия высоты потолков к длине. Поэтому всегда вносятся корректирующие эти недостатки коэффициенты.
Для сильно запылённых или влажных производственных помещений рекомендуется выбирать модели светильников с уровнем пылевлагозащиты – IP, на уровне не менее 44 (а лучше с IP 54-55). Они надёжно защищены от агрессивных воздействий и прослужат дольше обычных негерметичных изделий.
Большую роль играет и специфика работ, выполняемых на производстве. Так если технологические операции требуют от персонала повышенной точности (при работе на сложных станках, в цехах мелкой сборки, в чертёжных, проектных конторах и т.п.) обязательно нужно повышать уровень общего освещения. Необходимо также предусмотреть возможность его зонального усиления. Для этого каждое рабочее место следует снабдить направленным источником света, поток от которого каждый сотрудник сможет корректировать под себя.
Недопустимо, в целях экономии электроэнергии, использовать только локальное освещение возле каждого рабочего места. Так как за пределами своей световой зоны работник не будет видеть ничего, что грубо противоречит правилам безопасности. И при переведении взгляда его глаза будут перенапрягаться из-за резкого перепада уровней освещённости. В результате острота зрения человека будет стремительно падать, повысится утомляемость, снизится производительность и качество труда в целом.
Помимо специфики работ нужно предусматривать и характеристики самого персонала: средний возраст, степень загруженности интенсивной зрительной работой, состояние здоровья. Так при наличии сотрудника-инвалида в помещении — нужно обеспечить ему отдельный светильник, отталкиваясь от причины инвалидности.
В расчет осветительных приборов для производственных помещений обязательно нужно вносить автономную аварийную подсветку, которая будет работать от резервной линии, даже при условии обесточивания предприятия. Это жизненно необходимо, чтобы работники имели возможность остановить оборудование и покинуть здание при возникновении любых экстремальных обстоятельств: задымлениях, возгораниях, выбросах токсических веществ и т.д.

Методика расчёта света

Самый распространённый способ определения общего светового наполнения помещения — расчет соответствующего коэффициента. Он позволяет высчитать необходимую для каждого конкретного помещения степень освещённости, на основании которой уже можно подобрать подходящие по мощности светильники, в нужном количестве. Измеряется в люменах (или в люксах на единицу площади).
Расчет показателя производится по формуле:

где,
Z – коэффициент неравномерности освещённости. Он отображает соотношение средней освещённости к минимально возможной. При условии установки светильников в ряд он составляет 1,15 (для ламп с нитью накаливания) и 1,1 (для люминесцентных);
S – площадь помещения;
Кз — коэффициент запаса, дающий поправку на степень запылённости помещения, из-за которой лампы светят гораздо более тускло. Значение берётся из всё того же СНиПа (таблица 3). Упрощённую выкопировку прилагаем ниже.

Запас светильников

Eн – нормативная освещённость для конкретного помещения (в люксах). Она определяется исходя из специфики (классности проведения работ) по данным СНиПа 2305-95 (найти можно в таблице 1);
Норматив этот зависит от специфики работ выполняемых в помещении, его также можно взять из СНиПа. Усреднённая таблица нормативов приведена ниже.

Параметры освещения

η – расчётный показатель использования светового потока. Он отображает сколько
света от ламп попадает на плоскости рабочих поверхностей.

Этот расчет предполагает определение индекса помещения – Ип, который определяется по формуле:

где S – площадь, hр – расчётная высота установки светильников (м), А и В – длина стен помещения (м).
В свою очередь hр находят как разницу между высотой комнаты — Вк, высотой рабочей поверхности над уровнем пола — hpn (обычно равна 0,8 м) и свесом светильника hc (или расстоянием от потолка до горящей лампы, часто принимается за 0,5 м)

hр = Вк — hpn — hс

Определив все представленные параметры можно рассчитать нормативное количество ламп. Для этого делим полученный коэффициент светового наполнения F на нормативно гарантированный производителем поток выбранных светильников — Fн.

Пример расчёта

Чтобы лучше понять принцип определения общей освещённости, выполним расчет на примере помещения с габаритами 10 м на 15 м, с высотой потолков 4 м, со светлыми поверхностями потолка и стен, серым полом и средним уровнем запылённости. Класс выполняемых работ – средней точности. Лампы планируется ставить люминесцентные, мощностью 18 Вт, по 4 штуки в каждом светильнике.
Идём от обратного — сначала находим расчётную высоту установки:

hp = 4 – 0,8 – 0,5 = 2,7 м

Определяем индекс помещения:

Теперь находим значение коэффициента использования светового потока:

Чтобы не утруждать себя расчётами для определения этого параметра может использоваться таблица, приведённая ниже. Только в этом случае нужно непременно принимать во внимание степень отражения всех поверхностей. В нашем случае эти коэффициенты составляют: для пола — 0,3, для стен — 0,5 и для потолка — 0,7. На пересечении графы со столбцом и будет искомый показатель.

Отражение света

Теперь можно приступать к расчёту световой наполненности помещения

F = = 143709 люмен

Ориентировочный световой поток, идущий от четырёх люминесцентных ламп мощностью по 18 ватт каждая, был взят из таблицы:

Световой поток ламп

Итого количество ламп необходимых для общей подсветки составит:

Кл = = 40 ламп

В принципе, результат вполне соответствует общепринятому офисному стандарту для систем типа армстронг – по одному светильнику на 4 метра площади помещения. Эти расчёты были сделаны под освещение на уровне 300 люмен, больше походящее на естественное. Понятно, что для работ, предполагающих высокую точность с усиленной зрительной работой, нужно использовать либо светильники помощнее, либо просто большее их количество.

Способы экономии

Полученное в нашем расчёте число светильников, согласитесь, вышло весьма значительным. И это лишь для одного производственного помещения, а их ведь могут быть десятки. Затраты на покупку осветительных приборов и на электроэнергию получаются немалые. Поэтому рациональнее сразу потратиться сильнее, но приобрести современные энергоэффективные системы. Они позволят существенно снизить энергопотребление при равной световой отдаче.

Энергоэффективные системы

Яркий пример – высокотехнологичная альтернатива – светодиодные лампы. Они визуально ничем не отличаются от популярных растровых систем с люминесцентными источниками света. Поэтому даже не придётся переделывать потолочное перекрытие. Однако они в разы экономнее, так как потребляют вдвое, а то и втрое меньше энергии.
Кроме того приятными бонусами являются: моментальный запуск, отсутствие мерцания, которым нередко грешат экономки, устойчивость к частым включениям-выключениям и беспрецедентно долгий срок службы, без необходимости замены расходников на протяжении более чем пяти лет.
LED-системы, как правило, с лихвой окупаются по прошествии первых лет работы, и чем больше таких светильников установлено, тем сильнее экономический эффект.
И ещё одна, казалось бы малозначительная мера – покраска потолков, стен, предметов обстановки и оборудования в белый (либо просто светлый) цвет. Это способствует более равномерному рассеиванию света в помещении. И получается, что при тех же затратах энергии интенсивность освещённости заметно повышается.

П р и м е р ы р а с ч е т о в

В данной рубрике располагаются алгоритмы расчетов, а также программы позволяющие эти расчеты осуществить.

Список расчетов

Оценить эффективность природной вентиляции помещения экономического отдела.

Алгоритм расчета

В соответствии со СНиП 2.09.04-87 объем производственного помещения, который приходится на каждого работающего, должен составлять не менее 40м 3 .В противном случае для нормальной работы в помещении необходимо обеспечить постоянный воздухообмен при помощи вентиляции не менее L 1 =30 м 3 /ч на каждого работающего. Таким образом, необходимый воздухообмен L н,м 3 /ч, расчитывается по формуле

L н = L " × n , м 3 /ч

где n - колличество работающих в наиболие многочисленной смене.

Фактический воздухообмен в отделе происходит с помощью природной вентиляции(аэрации) как неорганизованно через разные щели в оконных и дверных проемах, так и организованно через форточку в оконном проеме или специальные вентиляционные каналы.

Фактический воздухообмен L ф,м 3 /ч, расчитывается по формуле

L ф = m × F × V × 3600

где m - коэффициент использования воздуха, принимает значение в рамках 0.3-0.8(как правило в расчетах принимают среднее значение 0.55);

F - площадь форточки или выходного отверстия, через которое будет выходить воздух, м 2 ;

V - скорость выхода воздуха через форточку или вентиляционный канал, м/с. Ее можно расчитать по формуле где g - ускорение свободного падения, 9.8 м/с;
H 2 тепловой поток под действием которого будет происходить выход воздуха из форточки или через вентиляционный канал.

Его, в свою очередь можно расчитать по формуле

Н 2 = h 2 × (Y сн - Y вн ),

где h 2 расчитывается по формуле

h 2 = h/2 - b

где h - высота помещения, м;
b - растояние от потолка до центра форточки,
а Y сн и Y вн - соответственно объемный вес воздуха снаружи помещения и в средине его,кгс/м 3 .

В общем случае объемный вес воздуха определяется по формуле где Р б барометрическое давление, мм рт.ст., можно принять Р б =750 мм рт.ст.;

Т - температура воздуха в кельвинах.

Для экономического отдела где выполняются легкие работы, в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 для теплого периода года температура должна не превышать 28 о С, или Т=301 К, для холодного периода года соответсвенно t=17 o C, или 290 К. Для воздуха снаружи помещения температуру определяем по СНиП 2.04.05-91: - для лета t=24 o C, Т=297 К; - для зимы t=11 o C, Т=262 К;

Если при проверке фактического воздухообмена и необходимого будет выяснено, что вентиляция не эффективна, т.е. L ф >L н, необходимо принять меры к улучшению природной вентиляции.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Брянский государственный

технический университет

Кафедра: “БЖД”

Расчетно-графическая работа №1

“Расчёт заземления”

Вариант №4

Студент гр. 03-В

Козин В.А.

Преподаватель

Зайцева Е.М.

Брянск 2007

Введение

1. Устройство заземления 2. Нормирование параметров защитного заземления 3. Расчет заземления Вывод

Приложение

Введение

Для защиты работающих от опасности поражения электрическим током при переходе напряжения на металлические нетоковедущие части (например, при коротком замыкании), нормально не находящиеся под напряжением, применяют защитное заземление. Защитное заземление -преднамеренное соединение нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут случайно оказаться под напряжением, с заземляющим устройством.

Защитное заземление представляет собой систему металлических заземлителей, помещенных в землю и электрически соединенных специальными проводами с металлическими частями электрооборудования, нормально не находящимися под напряжением.

Защитное заземление эффективно защищает человека от опасности поражения электрическим током в сетях напряжения до 1000 В с изолированной нейтралью и в сетях напряжением выше 1000 В - с любым режимом нейтрали.

1. Устройство заземления

Заземление устроено в соответствии с требованиями ПУЭ, СНиП-Ш-33-76 и инструкции по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках (СН 102-76).

Заземление следует выполнять:

а)при напряжениях переменного тока 380 В и выше и постоянного
тока 440 В и выше во всех электроустановках;

б)при напряжениях переменного тока выше 42 В и постоянного тока выше 110 В только в электроустановках, размещенных в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных, а также в наружных установках;

в)при любом напряжении переменного тока и постоянного тока во
взрывоопасных установках;

Заземлители могут быть использованы как естественные, так и искусственные. Причём, если естественные заземлители имеют сопротивление растеканию, удовлетворяющие требованиям ПУЭ, то устройство искусственным заземлителями не требуется.

В качестве естественных заземлителей могут быть использованы:

а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих и легковоспламеняющихся жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей;

б) обсадные трубы, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в непосредственном соприкосновении с землёй;

в) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле и т.д.

В качестве искусственных заземлителей чаще всего применяют угловую сталь 60x60 мм, стальные трубы диаметром 35-60 мм и стальные шины сечением не менее 100 мм 2 .

Стержни длиной 2,5...3м погружаются (забиваются) в грунт вертикально в специально подготовленной траншее (рис.1).

Вертикальные заземлители соединяются стальной полосой, которая приваривается к каждому заземлителю.

По расположению заземлителей относительно заземляемого оборудования системы заземления делят на выносное и контурное.

Выносное заземление оборудования показано на рис.2. При выносной системе заземления заземлители располагаются на некотором удалении от заземляемого оборудования. Поэтому заземленное оборудование находится вне поля растекания тока и человек, касаясь его, окажется под полным напряжением относительно земли

Выносное заземление защищает только за счёт малого сопротивления грунта.

Контурное заземление показано на рис. 3. Заземлители располагаются по контуру заземляемого оборудования на небольшом (несколько метров) расстоянии друг от друга. В данном случае поля растекания заземлителей накладываются, и любая точка поверхности земли внутри контура имеет значительный потенциал. Напряжение прикосновения будет меньше, чем при выносном заземлении.

Где потенциал земли.

2. Нормирование параметров защитного заземления

Защитное заземление предназначено для обеспечения безопасности человека при прикосновении к нетоковедущим частям оборудования, случайно оказавшимся под напряжением, и при воздействии напряжения шага. Эти величины не должны превосходить длительно допустимых.

В ПУЭ нормируются сопротивления заземления в зависимости от напряжения электроустановок.

В электроустановках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства должно быть не выше 4 Ом; если же суммарная мощность источников не превышает 100 кВА, сопротивление заземления должно быть не более 10 Ом.

В электроустановках 1000 В с током замыкания 500 А допускается сопротивление заземления но не более 10 Ом.

Если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1000 В и выше 1000 В, то но не выше нормы электроустановки (4 или 10 Ом). В электроустановках с токами замыкания 500 A, O,5 Ом.

3. Расчет заземления

Расчет заземления сводится к определению числа заземлителей и длины соединительной полосы исходя из допустимого сопротивления заземления.

Исходные данные

1. В качестве заземлителя выбираем стальную трубу диаметром , а в качестве соединительного элемента – стальную полосу шириной .

2. Выбираем значение удельного сопротивления грунта соответствующее или близкое по значению удельному сопротивлению грунта в заданном районе размещения проектируемой установки.

3. Определяем значение электрического сопротивления растеканию тока в землю с одиночного заземлителя

где - удельное сопротивление грунта,

Коэффициент сезонности,

Длина заземлителя,

Диаметр заземлителя,

Расстояние от поверхности грунта до середины заземлителя.

4. Рассчитываем число заземлителей без учета взаимных помех, оказываемых заземлителями друг на друга, так называемого явления взаимного “экранирования”

≈ 10.

5. Рассчитываем число заземлителей с учетом коэффициента экранирования

≈ 18

где - коэффициент экранирования (прил., табл.1.).

Принимаем расстояние между заземлителями

6. Определяем длину соединительной полосы

7. Рассчитываем полное значение сопротивления растеканию тока с соединительной полосы

8. Рассчитываем полное значение сопротивления системы заземления

где =0.51 - коэффициент экранирования полосы (прил., табл.2.).

Вывод

Сопротивление R зу = 2,82 Ом меньше допускаемого сопротивления, равного 4 Ом. Следовательно, диаметр заземлителя d = 55 мм при числе заземлителей n= 18 является достаточным для обеспечения защиты при выносной схеме расположения заземлителей.

Рис. 4. Схема полученного выносного заземления.

Рис. 5. Схема расположения заземлителей.

Приложение

Частота тока Норм. вел. ПДУ, при t, с 0,01 - 0,08 свыше 1 Переменный f = 50 Гц UД IД 650 В - 36 В 6 мА Переменный f = 400 Гц UД IД 650 В - 36 В 6 мА Постоянный UД IД 650 В 40 В 15 мА Электрокотельное отделения, где установлены основное оборудование 6 кВ, относиться к классу особо опасных помещений по степени возможности поражения...

Линии электропередачи (ЛЭП) подстанции. Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1) Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ. Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом. Расчёт эквивалентных сопротивлений. Сопротивление системы: (4.1) ...

Трансформаторы которой выбираются с учетом взаимного резервирования; · Перерыв в электроснабжении возможен лишь на время действия автоматики (АПВ и АВР). Схема системы электроснабжения нефтеперекачивающей станции, удовлетворяющая требованиям изложенным выше, представлена на листе 2 графической части. 2.2 Схема электроснабжения НПС Рис. 2.1. Схема электроснабжения НПС На рис. 2.1. в...

Произвести реконструкцию искусственного освещения производственного помещения согласно варианту. Исходные данные приведены ниже.

Данные варианта

Вариант КИ 47

Конструкторское бюро 20х15х4

Тип светильников ПВЛМ 2*40, количество 15

Разряд зрительной работы II,a

город Астана, IV

H=3м, P=15м, ρ пот =70%, ρ пола =50%, ρ ст =30%.

1. Теоретическая часть

Условия искусственного освещения на промышленном предприятии оказывают большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а следовательно, на производительность труда, качество продукции и производственный травматизм.

Для создания благоприятных условий труда производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру выполняемой работы по СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования»;

Яркость на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства должна распределяться по возможности равномерно;

Резкие тени на рабочей поверхности должны отсутствовать;

Освещение должно обеспечивать необходимый спектральный состав света для правильной цветопередачи;

Система освещения не должна являться источником других вредных факторов (шум и т.д.), а также должна быть электро- и пожаробезопасной.

Искусственное освещение применяется при отсутствии или недостаточности естественного освещения, осуществляется путем использования таких источников света как лампы накаливания, газоразрядные лампы, плоские и щелевые световоды.

Искусственное освещение делят по типу системы освещения:

Местное - концентрируется световой поток непосредственно на рабочих местах;

Общее, которое делится на равномерное и локализованное;

Комбинированное – совмещение общего и местного освещений.

Искусственное освещение подразделяется также на:

Аварийное, которое применяется при внезапном отключении рабочего освещения (5% от общего освещения);

Рабочее – освещение во всех помещениях и на территории, для создания условий нормальной работы;

Эвакуационное – предусматривается в местах, опасных для прохода людей (≥0.5 лк – освещенность в зданиях, 0.2 лк – вне их).

Нормирование искусственного освещения производится в соответствии со СНиП РК 2.04-05-2002, освещенность на рабочих местах нормируется в зависимости от условий выполнения зрительных работ, вида источника света и системы освещения.

Условия зрительной работы определяются следующими параметрами:

1 Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работ;

2 Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения (δ), который зависит от цвета и фактуры поверхности.

Фон считается светлым, при δ >0,4;

средним, при 0,2< δ <0,4;

темным, при δ <0,2.

3 Контраст объекта с фоном (К) – характеризуется отношением разности коэффициентов отражения фона и объекта, по абсолютной величине, к коэффициенту отражения фона.

Контраст различают: малый, при К<0,2;

средний, при 0,2<К<0,5;

большой, при К>0,5.

Условия зрительной работы улучшается при повышении яркости фона, что достигается повышением коэффициента отражения поверхности помещения и производственного оборудования.

При выборе системы освещения необходимо учитывать разряд зрительной работы, капитальные вложения и эксплуатационные расходы.

Кроме абсолютного значения освещенности нормируются качественные характеристики освещения: показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности.

Расчет искусственного освещения заключается в решении следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определение мощности осветительной установки.

Методы расчета искусственного освещения

Светотехнический расчет может быть выполнен методами: коэффициента использования, точечным и удельной мощности.

Заключается в определении значения коэффициента η, равного отношению светового потока, подающегося на расчетную поверхность, к полному потоку осветительного прибора.

В практике расчетов значения η находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещений i) с их оптическими характеристиками (коэффициентом отражения потолка Sпот, стен Sст, пола Sп)

Индекс помещения определяется:

i=(B+A)/h*(A+B),

где А – длина помещения;

В – ширина помещения;

h – расчетная высота.

Необходимый поток каждого светильника определяется:

Ф = Е*Кз*S*z/N*η,(1.1)

где Е – заданная минимальная освещенность;

Кз – коэффициент запаса;

S – освещаемая площадь, м 2 ;

z – коэффициент неравномерности освещения = 1,1÷1,2;

N – число светильников (намеченное до расчета).

При расчете освещения лампами накаливания или ДРЛ предварительно надо наметить количество светильников, разместив их по площади потолка равномерно. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа накаливания или ДРЛ. Допускается отклонение светового потока лампы не более, чем на -10…+20%. При невозможности выбора лампы с таким приближением изменяют количество ламп.

При расчете люминесцентного освещения световой поток выбираемой лампы Фл известен и определено количество ламп в светильнике n.

Ф = Е*Кз*S*z/n*Фл*η,(1.2)

Где делением общего числа светильников N на количество рядов определяется число светильников в каждом ряду, а т.к. длина светильников известна, то можно найти всю длину светильников ряда. Если полученная длина близка к длине помещения, ряд получается сплошным, а если больше – увеличивают число рядов.

Метод удельной мощности

Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности.

Удельная мощность – отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м 2).

Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.

Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.

Мощность общей лампы определяют:

Где w – удельная мощность,

S – площадь помещения,

N – число светильников.

Если расчетная мощность лампы не равна стандартной мощности, то выбирается ближайшая по мощности большая стандартная лампа.

Точечный метод

По этому методу при кругло-симметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток лампы) в каждом светильнике равен 1000лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Величина условной освещенности зависит от светораспределения светильника и геометрических размеров: расстояние от точки до проекции освещающего ее светильника (α) и высоты расположения светильника над уровнем освещаемой поверхности (h). Световой поток лампы в каждом светильнике определяется:

Ф = 1000·Е у ·К з /μ·∑Е у,(1.3)

где μ – коэффициент, учитывающий действие «удаленных» светильников (1,1÷1,2);

∑Е у – суммарная условная освещенность в контрольной точке;

Е у – отдельного светильника.

По полученному световому потоку выбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (-10…+20%).

2. Расчет естественного освещения

Площадь окна рассчитывается по формуле:

где - площадь световых проемов при боковом освещении, м 2 ;

Площадь пола помещения, м 2 ;

Световая характеристика окон, табличные значения;

Коэффициент запаса, табличные данные;

– нормируемое значение КЕО;

– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, примыкающего к зданию, табличные данные

Коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, табличные значения;

Общий коэффициент светопропускания, определяют по формуле:

где – коэффициент светопропускания материала, табличные значения;

Коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, табличные значения;

Коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении равен 1, при верхнем берут из таблицы;

– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, табличные данные;

– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимают равным 0,9.

m – коэф. светового климата по таблице 3.1*(проемы в наружных стенах, ориентация СВ,СЗ; г. Алмата IV);

е н – значение КЕО по таблице 3.12* (разряд зрит. работы IIа, при боковом освещении);

Выбираем коэффициент :

Световая характеристика окон, определяемая по таблице 3.2*

(отношение длины помещения к глубине L/l=20/5=4; высота рабочей поверхности h p = h o +h но -h рп =2,5+1-1=2,5м)

Выбираем табличное значение =10

Выбираем коэффициент :

–коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, принимается по таблице 3.9*.

отношение глубины помещения к высоте от уровня рабочей поверхности l/h p =5/2,5=2;

уровень рабочей поверхности

р з = р щ +р но -р рп =2б5+1-1=2б5мж

отношение расстояния расчетной точки к глубине помещения

освещение двустороннее;

коэффициент отражения потолка, стен и пола 0,5;

отношение длины помещения к глубине L/l=4;

Коэффициент запаса, табличные данные 3.11*, ;

Коэффициент учитывающий затемнение окон противоcтоящими зданиями, таблица 3.10*

(P/Н зд =15/3=3); .

общий коэффициент светопропускания

где, стекло оконное листовое одинарное,

переплеты стальные одинарные глухие,

деревянные формы и арки,

регулируемые жалюзи и шторы,

потери света в защитной сетке.

Найдем площадь окон с одной стороны

Найдем необходимую длину окна

Вывод: для обеспечения необходимой освещенности механического цеха необходимы окна с двух сторон длиной 26,52 и высотой 2,5 метра.

* - данные соответствуют СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования» и сведены в таблицы в виде приложения в методическом пособии к выполнению РГР.

3. Расчет точечным методом

Разряд зрительной работы I I (а) поэтому нормируемая освещенность –400 лк.

Точечным методом проверим соответствие данного количества и типа светильников нормируемой величине (Рисунок 1).

Определение расчетной высоты подвеса:

h=H-(h раб +h свеса) (3.1)

h=4-(1+0,5)=2,5 м (3.2)

Расстояние между светильниками (Z):

L А,В = λ·h, где λ =1,2÷2 (3.3)

L А =2,5·1,6=4 м,

L В =2,5·1,6=4 м.