Источники искусственного освещения

Расчет искусственного освещения

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

4.1. Основные характеристики источников искусственного освещения

При сравнении источников света друг с другом и при их выборе руководствуются следующими характеристиками:

1) электрическими (номинальное напряжение U [В], электрическая мощность лампы [Вт];

2) светотехническими (световой поток лампы Φ[лм] или максимальная

сила света Imax [kg])

3) эксплуатационными, к которым относятся световая отдача лампы:

Ф [л м ]

Ψ = Р [в т ],

и срок службы, в т.ч. полный срок службы τ (суммарное время горения от момента включения до перегорания) и полезный срок службы τП - время, за которое Φ-световой поток уменьшится более чем на 20%, т.е. это время экономически целесообразной эксплуатации лампы.

3) конструктивными (форма колбы лампы, тела накала, наличие и состав газа, давление газа).

4.2. Виды источников искусственного освещения,

их характеристики и требования к эксплуатации

Лампы накаливания относятся к источникам света теплового излучения. Их достоинствами являются простота, надежность в эксплуатации. К безусловным недостаткам ламп накаливания относятся низкая световая отдача (ψ ≤ 20 лм/вт), малый срок службы (τ ≤ 1000 час) и красно-желтая часть спектра, искажающая цвета. Лампы накаливания используются в тех случаях,

когда по условиям технологии, среды или интерьера применение газоразрядных ламп нецелесообразно. Наиболее эффективны - галогенные лампы, у которых ψ достигает 40 лм/вт. В настоящее время происходит постепенный отказ от использования ламп накаливания и переход к более экономичным источника освещения.

Газоразрядные лампы (люминесцентные, дуговые, ртутные, металлогалогенные, ксеноновые) - излучение оптического диапазона возникает в результате электрического разряда в атмосфере инертных газов и паров металлов, а также за счет явления люминесценции. Газоразрядные лампы подразделяются на два класса:

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

а) низкого давления (люминесцентные лампы),

б) высокого давления (металлогалогенные, дуговые, ртутные лампы).

Газоразрядные лампы также обладают своими достоинствами и недостатками.

Достоинства:

• высокая световая отдача, т.е. ψ = 40 ÷ 110 лм/Вт,

• большое время эксплуатации τ ≈ 8000 - 12000 час.,

• световой поток практически в любой части спектра; для этого

достаточно подобрать соответствующие инертные газы и пары металла.

Недостатки:

• пульсации	светового потока;	вспомним, что при рассмотрении
быстродвижущихся	или вращающихся	деталей в пульсирующем световом

потоке возникает стробоскопический эффект, увеличивающий опасность

травматизма. Для стабилизации потока следует применять 2- х и 3- х фазное включение в сеть или последовательно включать балластное, емкостное или индуктивное сопротивление;

• необходимость в пускателях;

• период разгорания у некоторых ламп достигает 10 ÷ 15 мин.; в этот

период светотехнические характеристики меняются;

• возможность создания радиопомех;

• постоянный шумовой фон.

Эксплуатация осветительных установок и контроль освещения. Для поддержания необходимых характеристик производственного освещения необходимо выполнение следующих требований к осветительным установкам и помещениям.

1. Регулярная очистка светоизлучающих поверхностей остекленных проемов, светильников.

2. Регулярная окраска, побелка стен и потолка.

3.Периодический контроль освещенности на рабочих местах с помощью фотоэлектрических люксметров (Ю-116, Ю-117 и др.). Для измерений силы света и яркости применяются фотометры типа ФПИ и ФПЧ.

5. Расчет искусственного освещения

Искусственное освещение нормируется согласно СНиП 23-05-95. Осве- щенность рабочих поверхностей мест работ вне зданий нормируется в зависи- мости от характера работы по разрядам зрительной работы от IX (точные рабо- ты - отношение наименьшего размера объекта различения к расстоянию до глаз не менее 0,005) и до XIII (различение крупных предметов).

Наружное освещение должно иметь управление, независимое от управле- ния освещением внутри здания. СНиП нормирует и высоту установок наружно- го освещения для ограничения их слепящего действия.

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

Расчет искусственного освещения сводится к решению следующих во-

просов:

− выбор системы освещения,

− типа источников света, нормы освещенности,

− типа светильников,

− расчета освещенности на рабочих местах,

− уточнение размещения и числа светильников,

− определение потребной одиночной мощности ламп.

Методы расчета необходимого искусственного освещения можно вести к двум основным: точечному и методу светового потока, иначе называемому коэффициентом использования.

Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещенности произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Дополнительная освещенность светом, отраженным от стен, потолка при этом не учитывается. Точечный метод используется при расчете осветительных установок с весьма неравномерным распределением освещенности (например, локализованное освещение), а также при расчете освещения наклонных поверхностей светильниками прямого света, освещения открытых пространств и местного освещения.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения поверхностей. При расчете этим методом с помощью специального коэффициента учитывается как прямой, так и отраженный свет (отсюда и название метода). Метод применяется для расчета общего освещения горизонтальной рабочей поверхности с учетом света, отраженного стенами и потолком, и дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной (чаще всего нормированной) освещенности.

По нормативному значению освещенности, взятому из таблиц, размерам помещения, высоте подвеса светильника, отражательной способности стен и

потолка, характеристике светильника, называемой кривой силы света (КСС), и числу ламп в нем, задаваясь числом светильников, получают значение потреб- ного светового потока в люменах [лм], а затем по таблице выбирают подходя- щую лампу.

Основное уравнение метода

F = E’ ⋅ S ⋅ K ⋅ Z N ⋅ n ⋅ η

⋅ 100%,

где F - световой поток лампы, лм;

E Н - минимальная нормируемая освещенность;

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

К - коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности вследствие старения ламп, запыления и загрязнения светильников (К = 1.2...1.5);

S - площадь помещения;

Z - отношение средней освещенности к минимальной; для люминесцентных ламп принимается Z = 1.1;

N - число светильников;

n - число ламп в светильнике;

η - коэффициент использования светового потока (в процентах), т.е.

отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному

потоку всех ламп. Коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от величины индекса помещения i, коэффициентов отражения потолка и стен ρП и ρС, а также типа светильника (см. таблицу 1) по формуле

ab

i =,

h (a + b)

где h - расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью,

м;

a и b - основные размеры (длина и ширина) помещения, м.

Для расчета задаются числом светильников N в соответствии с

размерами помещения и условием равномерности освещения λ = L/h ≤ 1,3.

Затем из таблицы нормативов определяют значение требуемой освещенности и

по формуле (1) подсчитывают требуемый световой поток лампы. Затем по таблице 2 подбирают ближайшую стандартную лампу, обеспечивающую этот поток (значения светового потока даются на момент времени после 100 ч. горения).

Значения коэффициента использования светового потока (%) в таблице находятся на пересечении соответствующих строк (значения индекса помещения i) и столбцов (коэффициенты отражения ρП, ρС).

В практике допускаются отклонения светового потока выбранной лампы

от расчетного до -10 и +20%.

Часто используются упрощенные варианты расчета освещенности с помощью коэффициента использования. К ним относится расчет освещенности по удельной мощности, который и будет применен при выполнении данного задания.

Расчет освещенности по удельной мощности. Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м2).

P л n

W =,

S

где P л - мощность одной лампы, Вт, n - число ламп, S - площадь помещения.

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем

осветительной установки, используемым как для предварительного определения световой нагрузки, так и так и для оценки экономичности

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

решений. Метод удельной мощности допускается применять для расчета освещения в помещениях с равномерной освещенностью, например, для торговых залов.

Искусственное освещение должно быть спроектировано так, чтобы освещенность поверхностей E [лк] соответствовала нормативной E н (СНиП 23-

05-95). Нормативное значение для удельной мощности, таким образом,

определяется по формуле

W н =

E н K з z,

η U о у

где КЗ - коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока светильника со временем (запыленность, износ), для помещений общего пользования обычно КЗ = 1,3; z - коэффициент, характеризующий неравномерность освещения. Для люминесцентных ламп z = 1,15; η -

коэффициент использования светового потока, ψ = Фл / Рл [лм/Вт] световая

отдача лампы.

На основании СНиПов ( Строительных Норм и Правил ) Российской Федерации разрабатываются отраслевые нормы освещения, в частности, нормативные значения удельной мощности, учитывающие специфические осо- бенности технологического процесса м строительных решений зданий и соору- жений отрасли. Значение удельной мощности указано в таблицах справочников по светотехнике с учетом: типа светильника, высоты его подвеса, площади пола и требуемой освещенности.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные светотехнические характеристики.

2. Что выражает сила света, в каких единицах она измеряется?

3. Что такое яркость? Запишите формулу для яркости.

4. Что представляет собой освещенность, и в каких единицах она выражается?

5. Что такое коэффициент отражения?

6. Какое значение коэффициента отражения соответствует среднему фону?

7. Что такое блескость?

8. Как определяется контрастность?

9. Как определяется показатель ослепленности?

10. Что характеризует показатель дискомфорта?

11. Что такое коэффициент пульсации? Как он определяется?

12. Назовите виды производственного освещения.

13. Как классифицируется производственное освещение по назначению?

14. В чем разница между общим равномерным освещением и общим локализованным освещением?

Безопасность жизнедеятельности.

Краткий курс лекций. Н.Ю. Цвиленева,Н.Н. Красногорская., каф.БПиПЭ, УГАТУ, 2012 г

15. На какие виды подразделяются зрительные работы в зависимости от взаимоотношения элементов зрительной триады?

16. Что положено в основу нормирования производственного освещения?

17. В чем разница нормирования производственного освещения для производственных и общественных зданий?

18. Перечислите требования к производственному освещению.

19. Чем определяется разряд зрительной работы?

20. Какие параметры являются нормируемыми для искусственного освещения?

21. Какие параметры являются нормируемыми для естественного освещения?

22. Что такое КЕО? Что характеризует эта величина и как определяется?

23. В чем заключаются особенности зрительной работы с дисплеями

(видеотерминалами)?

24. Какие дополнительные требования предъявляются к производственному освещению при работе с видеотерминалами?

25. Что относится к электрическим характеристикам искусственного

освещения?

26. Что относится к светотехническим характеристикам искусственного освещения?

27. Что относится к конструктивным характеристикам искусственного освещения?

28. Назовите достоинства и недостатки ламп накаливания.

29. Назовите достоинства и недостатки газоразрядных ламп.

30. Перечислите и поясните основные требования к эксплуатации осветительных установок.

31. Что означает «рассчитать искусственное освещение»?

32. В чем заключается проектный характер расчета освещения?

Дата добавления: 2014-01-04