Практична робота №3

Розрахунок штучного освітлення

Мета: навчитися розрахунку штучного освітлення виробничих приміщень.

Загальні теоретичні відомості

За призначенням штучне освітлення буває робоче, аварійне (при відключенні робочого освітлення), евакуаційне, охоронне (в нічний час).

Аварійне освітлення повинно складати не менше 5% норми загального освітлення, але не менше 2 лк всередині приміщення і не менше як 1лк на території.

Евакуаційне освітлення повинно забезпечити освітленість не менш як 0,5 лк в приміщенні і 0,2 лк на відкритих площадках.

Охоронне освітлення влаштовується вздовж кордонів території, освітленість на рівні землі повинна бути не нижче ніж 0,5 лк.

Крім того, штучне освітлення буває:

– загальним (світильники розміщені рівномірно у верхній зоні приміщення);

– місцевим (безпосередньо на робочих місцях);

– комбінованим (загальне плюс місцеве). У виробничих приміщеннях одне місцеве освітлення не допускається.

Загальним називаються освітлення, при якому світильники розміщуються у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою рівномірно (загальне рівномірне освітлення) або з врахуванням розташування робочих місць (загальне локалізоване освітлення). Комбіноване освітлення складається із загального та місцевого. Його доцільно застосовувати при роботах високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла. Місцеве освітлення створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях. Застосовування лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професійних захворювань.

Для розрахунку загального рівномірного штучного освітлення приміщень застосовується метод коефіцієнта використання світлового потоку, за допомогою якого визначають кількість світильників для даного приміщення.

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ:

Порядок проведення розрахунків:

1. Розраховують приблизну кількість світильників загального освітлення у приміщенні за формулою:

N = (A·B)/L² (3.1)

A і B – довжина і ширина приміщення, м;

H_P – висота підвісу світильників над рівнем робочої поверхні, м:

Н_р = H – h_p – h_c,                    (3.2)

h_p = 0,8 м, висота робочої поверхні над підлогою; h_c = 0,5 м, відстань світлового центру світильника від стелі, або:

H_P = L/1,5,                               (3.3)

L – відстань між рядами світильників; оптимальна відстань між світильником при багаторядному розташуванні, м, визначається:

L = 1,5·H_P    (3.4)

2. Визначають світловий потік однієї лампи світильника Ф за формулою:

Ф = (Е_н·S·Z·К_з)/(N·n·η),                          (3.5)

де E_Н – нормована освітленість, лк, визначається за таблицею 3.1 для відповідного розряду зорової роботи;

S – площа приміщення, що освітлюється, м²;

К_з – коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп, визначається за довідником (для кабінетів, робочих приміщень громадських будівель, торговельних залів тощо К_з = 1,5 при освітленні газорозрядними лампами, К_з = 1,3 при освітленні лампами розжарювання);

Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,15 для ламп розжарювання та ДРЛ; Z = 1,1 для люмінесцентних ламп);

N – кількість світильників (розрахована попередньо за формулою 3.1)

N – кількість ламп в світильнику (для світильників з газорозрядними лампами, прийняти тип світильника ЛПО-01 із кількістю ламп n = 2); для світильників з лампами розжарювання прийняти тип світильника УПМ-15 відповідно із n = 1);

η – коефіцієнт використання світлового потоку, визначається за світлотехнічною таблицею 3.1 в залежності від індексу приміщення, коефіцієнтів відбиття стелі, стін для світильників з люмінесцентними лампами; значення η визначають в залежності від індексу приміщення i:

i = (A·B)/(H_P·(A + B)),                         (3.6)

3. Визначивши світловий потік лампи Ф, за таблицею 3.2 вибирають найближчу стандартну лампу, причому її світловий потік не повинен відрізнятись від розрахункового більше ніж на (-10) – (+20) %.

Розраховують необхідну кількість світильників у приміщенні N_Н за формулою:

N = E_нS·К_з·Z / (Ф·n·η)                      (3.7)

4. Розраховують очікувану освітленість у приміщенні Е_Р за необхідної кількості світильників N_Н і відомих всіх інших значеннях за формулою:

Е_р = (Ф·N·n·η)/(S·Z·К_з)                      (3.8)

Завдання 1. Розрахувати систему загального рівномірного освітлення для торговельного залу, якщо приміщення має світлу побілку: коефіцієнт відбиття ρ_стелі = 70%, ρ_стін = 50%, ρ_{підлоги} = 30%; висота приміщення Н=3,2м; висота робочих поверхонь (столів) h_р = 0,9 м; відстань від світильника до стелі h_c = 0,5 м (для світильників з лампами розжарювання). Тип світильників – ЛПО-01. Лампи для світильників за технічними характеристиками обрати самостійно (виходячи із розрахованого приблизного значення світлового потоку однієї лампи). Інші вихідні дані наведені в таблиці 3.3.

Таблиця 3.1 – Коефіцієнти використання світлового потоку (η) 
світильників з газорозрядними лампами та лампами розжарювання

Тип світильника	УПМ-15			ЛПО-01
ρ стелі, % ρ стін, %	70	50	30	70	50	50
	50	30	10	50	50	30
і	Коефіцієнти використання, η, %
0,5	22	20	17	25	23	20
0,6	32	26	23	31	29	24
0,7	39	34	30	36	34	28
0,8	44	38	34	39	37	32
0,9	47	41	37	42	41	35
1,0	49	43	39	46	44	38
1,1	50	45	41	48	46	41
1,25	52	47	43	51	49	44
1,5	55	50	46	55	53	49
1,75	58	53	48	58	57	52
2,0	60	55	51	61	59	55
2,25	62	57	53	63	62	57
2,5	64	59	55	65	64	59
3,0	66	62	58	68	66	62
3,5	68	64	61	70	68	64
4,0	70	66	62	71	69	66
5,0	73	69	64	75	72	70

Таблиця 3.2 – Технічні дані деяких ламп розжарювання та люмінесцентних ламп

Лампи розжарювання загального призначення (U=220 В)			Люмінесцентні лампи загального призначення
Потужність, Вт	Тип лампи*	Світловий потік, лм	Потужність, Вт	Тип лампи*	Світловий потік, лм	Довжина лампи, м
25	В	220	20	ЛДЦ	850	0,6
40	Б	400	20	ЛД	1000	0,6
40	БК	460	20	ЛБ	1200	0,6
60	Б	715	30	ЛДЦ	1500	0,9
60	БК	790	30	ЛД	1800	0,9
100	Б	1350	30	ЛБ	2180	0,9
100	БК	1450	40	ЛДЦ	2200	1.2
150	Г	2000	40	ЛД	2500	1.2
150	Б	2100	40	ЛБ	3200	1,2
200	Г	2800	80	ЛДЦ	3800	1.5
200	Б	2920	80	ЛД	4300	1.5
300	Г	4600	80	ЛБ	5400	1,5

Примітка*: В – вакуумна, Б – біспіральна, БК – біспіральна криптонова, Г – газонаповнена, ЛДЦ – денного світла з покращеним відтворенням кольору,  ЛД – денного світла, ЛБ – білого світла.

Таблиця 3.3 – Вихідні дані до задачі 5.1

Вихідні дані	Данні для розрахунку
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Розряд і підрозряд робіт	IV б	IV б	V а	IV в	V б	V в	IV г	V г	IV г	VI
Розмір примі-щення, м	2010	125	1410	1510	1610	1415	1010	1510	2010	155

Контрольні питання для самоперевірки

1. Як здійснюється нормування природного та штучного освітлення виробничих приміщень та робочих місць?

2. Які джерела штучного освітлення використовуються на виробництві, які їх переваги та недоліки?

3. Що таке світильник, для чого він призначений, з яких елементів складається? Які основні світлотехнічні характеристики світильників?

4. Назвіть та схарактеризуйте основні етапи проектування систем штучного освітлення.

5. Які методи використовуються для розрахунку штучного освітлення? Напишіть основні розрахункові формули.

6. Яким чином здійснюється експлуатація освітлювальних установок?

У