Освещение 2. Обоснование использования искусственных источников света для систем освещения в помещениях сельскохозяйственного назначения
 Скачать 1.43 Mb.
|
 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Дипломный проект Тема «Обоснование использования искусственных источников света для систем освещения в помещениях сельскохозяйственного назначения»  СодержаниеВведение…………………………………………………………………….3 Анализ современных источников света…………………………………..5 Лампы накаливания……………………………………………………….5 Газоразрядные лампы типа ДРЛ и ДРВЛ………………………………..7 Люминесцентные лампы типа ЛБ, ЛД, ЛДХ…………………………...10 Металлогалогенные лампы типа ДРИ…………………………………..13 Натриевые лампы типа ДНаТ…………………………………………...16 Светодиодные источники света…………………………………………19 Виды сельскохозяйственных помещений ………………………………22 Животноводческие помещения………………………………………….22 Административные помещения…………………………………………23 Складские помещения…………………………………………………...24 Хранилища………………………………………………………………..24 Теплицы…………………………………………………………………...25 Основные характеристики освещения…………………………………..27 Общие характеристики…………………………………………………..27 Виды и конструктивные особенности промышленного освещения …….30 Оценка освещённости помещений ……………………………………….32 Техническое обеспечение измерений параметров освещённости ………33 Требования к освещению ……………………………………………….35 Расчёт освещения теплицы для выращивания томатов………………...37 Расчёт освещённости производственных помещений…………………37 Расчёт и выбор заземляющего устройства……………………………..48 Измерение освещённости помещений теплицы………………………..52 Заключение………………………………………………………………..53 Список использованной литературы…………………………………….54  ВведениеРазвитие энергетики нашей страны заложено в программе экономического подъема и развития Российской Федерации, которая предусматривает проведение в жизнь активной энергосберегающей политики на базе ускорения научно-технического прогресса и внедрение менее энергоемких устройств и установок. Особенно актуально это на сегодняшний день, когда идет развитие новых технологических решений, которые помогут решить задачи высокого уровня развития энергетики. Электрификация народного хозяйства России развивается по пути разработки и внедрения электроустановок с использованием современных высокоэффективных электрических машин и аппаратов, линий электропередач, разнообразного электротехнического оборудования, средств автоматики и телемеханики. Поэтому наметилась тенденция к снижению энергопотребления и потерь электроэнергии у потребителей. Основными потребителями электроэнергии являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство городов и поселков, причем на промышленность приходятся более 70% потребления электроэнергии, которая должна расходоваться рационально и экономно на каждом предприятии, участке и установке. В нашей стране создан мощный высокоэффективный топливно-энергетический комплекс, экономное и рациональное использование которого должно обеспечивать успешное решение поставленных производственных и других задач. Основной задачей проектирования новых промышленных объектов является создание наиболее простой схемы энергоснабжения наименее энергоемкого производства, наиболее полного использования всех видов энергии с наименьшими потерями. Это достигается за счет выравнивания суточных графиков потребления электроэнергии, компенсации реактивной мощности, уменьшения простоя оборудования, повышение коэффициента мощности, сменности, разработки мероприятий по экономии топливно-  энергетических ресурсов, питания от наиболее дешевых источников электрической энергии.В области энергоснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрения высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при ее передаче, распределении и потреблении. Безопасная и безаварийная эксплуатация систем энергоснабжения и многочисленных электроприемников ставит перед работником электрохозяйств разносторонние и сложные задачи, по охране труда и технике безопасности. Учитывая развитие и сложность структур систем энергоснабжения, возрастают требования к экономичности и надежности, с внедрением современной вычислительной техники, требуются не только специальные, но и широкие экономические знания. Развитие рыночной экономики заставляет повышать интерес к учету не только технических, но и экономических факторов в энергетике. В предлагаемой вниманию дипломной работе сделана попытка обобщить имеющиеся знания и изложить теоретические и практические вопросы инженерными методами, которые основаны на достижениях различных отраслей знаний, для реализации которых требуются минимальные затраты времени у проектировщика при их усвоении и использовании.  1. Анализ современных источников светаСовременные источники света для промышленных и сельскохозяйственных предприятий включают в себя лампы накаливания, газоразрядные лампы типа ДРЛ и ДРВЛ, люминесцентные лампы типа ЛБ, ЛД, ЛДХ, металлогалогенные лампы типа ДРИ, натриевые лампы типа ДНаТ, светодиодные источники света. 1.1 Лампа накаливания Конструкция лампы накаливания представлена на рис.1.  Рисунок 1. Конструкция лампы накаливания Лампа накаливания представляет собой стеклянную колбу грушевидной формы, из которого откачан воздух через технологическую стеклянную трубку - шенгель. Шенгель используется также для вывода электродов. После откачки воздуха из колбы шенгель запаивается. Внутри колбы на 4-5 молибденовых крючках-держателях размещена вольфрамовая нить. Два держателя являются электродами для питания нити накаливания.  Баллон прикреплён к резьбовому цоколю, предназначенному для присоединения лампы накаливания к электрической сети. Температура нагрева вольфрамовой нити в зависимости от мощности лампы накаливания – от 2000˚С до 3400˚С. Температурный предел работы нити 3410˚С.Кроме этого, в состав лампы накаливания в обязательном порядке входит предохранитель из ферроникелевого сплава. Предохранитель необходим для предотвращения разрушения колбы в момент перегорания нити, так как при её обрыве возникает электрическая дуга, оплавляющая как электроды, так и крючки-держатели. Их фрагменты могут разрушить колбу и привести к возгоранию питающих лампу проводов. Применение предохранителя предотвращает появление дуги путём размыкания электрической цепи. Достоинства ламп накаливания – простота конструкции, достаточно высокая технологичность, широкий диапазон мощностей, спектр излучения, близкий к солнечному свету, низкая стоимость, простая замена при выходе из строя. Недостатками являются очень малый срок службы, высокая температура нагрева колбы, большое энергопотребление, малое значение КПД. Цветопередача современных источников света представлена на рис.2.  Рисунок 2. Цветопередача современных источников света  1.2 Газоразрядные лампы типа ДРЛ и ДРВЛДуговая ртутная люминесцентная лампа представляет собой газоразрядный источник света и относится к 1-му классу опасности в связи с присутствием в лампе паров ртути. Конструкция лампы типа ДРЛ представлена на рис.3.  Рисунок 3. Конструкция лампы типа ДРЛ Основными элементами лампы типа ДРЛ являются: цоколь диаметром 27мм или 40мм, покрытый никелевым сплавом; кварцевая колба, содержащая внутри инертный газ и пары ртути; внешняя колба, изготовленная из жаропрочного стекла с покрытием из ванадата иттрия. Внешняя колба заполняется углекислым газом под давлением. Принцип работы ламп ДРЛ заключается в следующем: При подаче напряжения на электроды кварцевой колбы между ними возникает тлеющий разряд. В результате пробоя между электродами тлеющий разряд переходит в дуговой. В связи с этим лампа излучает свет голубого и фиолетового спектра. Это излучение вызывает яркое свечение люминофора внешней колбы. Сам люминофор излучает свет, спектр которого близок к красному.  В результате смешивания голубого, фиолетового и красного спектров света получается яркий практически белый свет. Мощность ламп типа ДРЛ составляет стандартный ряд от 80 до 1000 Вт.При включении лампа типа ДРЛ световой поток от неё составляет не больше 30-40% номинального. Это связано с тем, что требуется некоторое время (10-15 мин) для нагрева инертного газа, находящегося внутри кварцевой колбы. По истечении этого времени лампа выдаёт полную световую мощность. Время разогрева сильно зависит от температуры окружающей среды. Чем ниже температура, тем больше времени требуется лампе ДРЛ для выхода на рабочий режим. Колебания сетевого напряжения в значительной степени влияют на надёжность ламп ДРЛ. При уменьшении напряжения на 15% световой поток от лампы уменьшается на 30%. При питающем напряжении, составляющем 80% номинального, лампа ДРЛ гаснет. Эксплуатация ламп ДРЛ предполагает использование специального пускорегулирующего аппарата ПРА. Он представляет собой дроссель, индуктивность которого соответствует мощности лампы ДРЛ, с которой предполагается его использовать. Использование ПРА позволяет оптимизировать поток электроэнергии, поступающей в лампу, минимизируя перегрев внутренней колбы и предотвращая резкое изменение светового потока. Если лампу ДРЛ включить в сеть без использования ПРА, то она практически мгновенно выйдет из строя. Необходимость использования ПРА является одним из основных недостатков ламп типа ДРЛ. Для устранения этого недостатка разработаны встраиваемые в цоколи ламп ДРЛ малогабаритные пускорегулирующие аппараты. Это позволяет использовать такие лампы со стандартными патронами Е-27 и Е-40 без модернизации осветительной арматуры. Ещё одним серьёзным недостатком ламп ДРЛ является их очень сильный нагрев. В результате при эксплуатации ламп этого типа требуется  использование специальных фарфоровых патронов и подводящих проводов в термостойкой изоляции. Лампа типа ДРВЛ – дуговая ртутно-вольфрамовая люминофорная лампа, является попыткой преодолеть некоторые недостатки ламп типа ДРЛ. Оба типа ламп имеют сходную конструкцию. В состав ламп типа ДРВЛ входит вольфрамовая спираль, конструктивно расположенная внутри кварцевой колбы, заполненной аргоном с парами ртути. В связи с этим при эксплуатации ламп ДРВЛ не требуется пускорегулирующего аппарата. Функции ПРА берёт на себя вольфрамовая нить. Она является ограничителем тока, проходящего через лампу. При этом использование вольфрамовой нити в аргоновой среде существенно снижает срок службы лампы. Как правило, срок службы ламп ДРВЛ не превышает 1200 часов при стабильном сетевом напряжении. Следует также отметить, что лампы этого типа имеют на 30% меньший световой поток по сравнению с лампами ДРЛ. Мощностный ряд ламп типа ДРВЛ аналогичен ряду для ламп ДРЛ. Лампы типа ДРЛ используют для освещения дорог, площадей, улиц, скверов, автостоянок и автозаправочных станций, складских помещений и промышленных цехов. Лампы типа ДРВЛ применяются, кроме перечисленных выше объектов, для освещения строительных площадок, а также растений в промышленных теплицах и парниках. Мощность используемых в теплицах ламп ограничена значением 250 Вт. Законодательством многих стран мира использование ртутных ламп для освещения жилых и общественных помещений, а также образовательных, медицинских и дошкольных учреждений и предприятий общественного питания, запрещены. В нашей стране действует соответствующий приказ Правительства РФ о запрещении использования ртутносодержащих ламп в жилищно-коммунальном хозяйстве. Вышедшие из строя ртутные лампы всех типов подлежат сдаче в сертифицированные организации для последующей утилизации.  1.3 Люминесцентные лампы типа ЛБ, ЛД, ЛДХЛампы этого типа относятся к люминесцентным источникам света. История этих ламп начинается с создания в середине 19 века немецким инженером Генрихом Иоганном Вильгельмом Гейслером газоразрядных приборов, предназначенных для демонстрации принципов электрического тлеющего разряда. Внутреннее строение люминесцентной газоразрядной лампы представлено на рис.4.  Рисунок 4. Строение люминесцентной газоразрядной лампы Люминесцентная лампа состоит из круглой стеклянной колбы, в которую с двух сторон герметично впаяны электроды с вольфрамовыми спиральными катодами. С одной стороны колбы впаивается шенгель, через который из неё откачивается воздух и закачивается инертный газ с небольшим количеством металлической ртути. В современных лампах используется амальгама – сплав ртути с индием, висмутом и некоторыми другими металлами. Вольфрамовые катоды покрываются активирующим слоем из оксида бария или оксида кальция. Снаружи электроды подключаются к штыревому цоколю. Большинство ламп оборудовано цоколями с расстоянием между электродами 5 мм и 13 мм. Внутренняя поверхность стеклянной колбы покрыта люминофором, который излучает яркий белый свет под воздействием ультрафиолетового излучения.  Основной функцией катодов является отдача и приём электронов и ионов в процессе работы люминесцентной лампы. Для обеспечения процесса термоэмиссии электроды должны быть нагреты до температуры 1100-1200˚С. При такой температуре электроны вылетают с поверхности активирующего слоя катода, обеспечивая течение электрического тока в пространстве. При этом толщина активирующего слоя уменьшается за счёт оседания на внутренней поверхности колбы, что ведёт к снижению времени работы люминесцентной лампы. В результате дугового низкотемпературного электрического разряда между электродами, расположенными на противоположных концах колбы, возникает ультрафиолетовое излучение, которое с помощью люминофора преобразуется в видимый свет. Эксплуатация люминесцентных ламп предполагает использование пускорегулирующих аппаратов для запуска лампы и регулирования тока через неё. Маркировка люминесцентных ламп осуществляется буквенно-цифровым кодом. Расшифровка кода представлена на рис.5.  Рисунок 5. Расшифровка буквенно-цифрового кода  Для компактных исполнений люминесцентных ламп перед буквой «Л» ставится буква «К».Если в обозначении лампы отсутствует буква «Ц», это означает, что использован люминофор со стандартной цветопередачей, одна буква «Ц» означает использование люминофора с улучшенной цветопередачей, две буквы «Ц» свидетельствуют о применении люминофора самого высокого качества. Таким образом, лампа ЛБ – это лампа белого цвета свечения, ЛД – лампа дневного света, ЛДХ – лампа дневного холодного света. Основными достоинствами люминесцентных ламп являются: длительный, не менее 5 лет, срок службы при стабильном напряжении питания; более высокий, по сравнению с лампами накаливания и ртутными лампами, КПД, достигающий 15-23%; высокая световая отдача; низкая температура эксплуатации; малая стоимость. К недостаткам люминесцентных ламп относятся: необходимость использования ПРА; ограниченная единичная мощность; сильная зависимость от температуры окружающей среды; значительное снижение светового потока к концу срока эксплуатации; пульсации светового потока, для устранения которых требуется применять специальные меры; значительная зависимость от колебаний напряжения сети; необходимость утилизации на сертифицированных предприятиях. Люминесцентные лампы различных оттенков белого света используются для освещения бытовых и промышленных объектов. В сельском хозяйстве такие лампы могут быть использованы для освещения теплиц и парников.  1.4 Металлогалогенные лампы типа ДРИМеталлогалогенные лампы относятся к газоразрядным источникам света. Они уже достаточно длительное время используются в различных осветительных приборах. Их мощность может достигать 20 кВт. Принцип работы ламп такого типа основан на ионизации паров ртути в присутствии небольшого количества галогенидов – соединений галогенов с другими химическими элементами. Конструкция металлогалогенной лампы представлена на рис.6.  Рисунок 6. Конструкция металлогалогенной лампы Металлогалогенная лампа представляет собой прозрачную герметичную колбу-горелку, которая изготовлена из тугоплавкого кварцевого стекла с двумя впаянными электродами. В процессе изготовления лампы из колбы откачивается воздух, после чего происходит её заполнение инертными газами в смеси с металлической ртутью и галогенидами различных металлов. Назначение галогенидов – выровнять и расширить видимый спектр излучения лампы. Использование галогенидов различных металлов позволяет также изменять цветовую температуру и цвет свечения лампы. Колба-горелка помещается в ещё одну, внешнюю, колбу, изготовленную также из жаропрочного стекла. В процессе изготовления колба заполняется инертным газом или вакуумируется, в зависимости от технических характеристик лампы. Основная задача внешней колбы – защита колбы-горелки от механических и температурных воздействий и поглощение  ультрафиолетового излучения. Ультрафиолет присутствует в спектре излучения ртути и при взаимодействии с воздухом образует озон, что является крайне нежелательным фактором.Кроме того, внешняя колба значительно уменьшает теплопотери, увеличивая, таким образом, КПД и существенно продляя срок службы металлогалогенной лампы. Следует отметить, что существуют также одноколбовые металлогалогенные лампы. В этом случае колба-горелка изготавливается из безозонового кварцевого стекла. Такое стекло практически полностью отсекает жесткое ультрафиолетовое излучение. Это не относится к лампам, специально предназначенным для использования в медицинских установках для обеззараживания воздуха и хирургических материалов УФ лучами. В холодном состоянии пары ртути и галогениды оседают на стенках колбы-горелки, в связи с чем газовый промежуток между электродами имеет достаточно большое сопротивление. Поэтому для запуска лампы после подачи напряжения на электроды на них нужно подать высоковольтный поджигающий импульс с помощью импульсного зажигающего устройства – ИЗУ. Результатом работы ИЗУ является появление тлеющего разряда между электродами, который постепенно переходит в дуговой по мере разогрева и испарения ртути и галогенидов и повышения давления внутри колбы-горелки. Дуговой разряд заставляет ионы ртути излучать видимый свет. Время выхода металлогалогенной лампы на рабочий режим составляет 10-15 мин. Одновременно галогениды также начинают излучать в определённом спектре, тем самым выравнивая и дополняя спектр излучения ртути. В связи с этим металлогалогенная лампа способна излучать свет не только разной цветовой температуры в широком диапазоне, но и разных цветовых оттенков в зависимости от состава и количества галогенидов. Это является основным отличительным признаком ламп такого типа. Цветопередача металлогалогенных ламп достигает 90-95%.  Для предотвращения возникновения неуправляемого дугового разряда во время разогрева лампы предполагается использование специальных электромагнитных или электронных пускорегулирующих аппаратов. Предпочтение следует отдавать электронным пускорегулирующим аппаратам. Они не только повышает общий КПД лампы, но и предотвращают мерцание света с удвоенной частотой сети.Спектр излучения металлогалогенных ламп представлен на рис.7.  Рисунок 7. Спектр излучения металлогалогенных ламп К достоинствам металлогалогенных ламп относятся: Широкий и равномерный спектр излучения; Цветопередача, достигающая 90-95%; Высокая энергоэффективность, достигающая значения 95 Лм/Вт; Относительно малая стоимость; Длительный срок эксплуатации – до 15000 часов. Из недостатков этого типа ламп следует отметить: Высокая рабочая температура внешней колбы – до 300˚С; Большое время выхода на рабочий режим – до 20 мин; Необходимость использования ИЗУ и ПРА; Наличие ядовитых веществ в конструкции лампы; Необходимость утилизации на сертифицированных предприятиях.  Сфера применения металлогалогенных ламп ввиду их высокой мощности, относительно малых габаритов и отличного качества цветопередачи достаточно широка. Она включает себя кино и фотоаппаратуру, сценическое освещение, освещение массовых мероприятий, включая открытые спортивные площадки, освещение промышленных и общественных зданий, в фарах транспортных средств от автомобилей до самолётов, в стационарных и переносных поисковых прожекторах. При определённом составе и количестве галогенидов лампы этого типа с успехом используются в сельском хозяйстве для освещения промышленных теплиц и парников. Использование металлогалогенных ламп для освещения бытовых помещений мало распространено в связи с достаточно большим временем разогрева лампы и невозможностью быстрого повторного включения. Кроме того, использование ртутных ламп в быту вообще крайне нежелательно из-за присутствия в них опасных для здоровья человека металлов и веществ. Существует ещё одна особенность эксплуатации металлогалогенных ламп. Она заключается в том, что устанавливать лампу в держатель патрона следует в чистых хлопчатобумажных перчатках или с помощью тканевой салфетки. Это связано с тем, что потожировые следы, оставляемые на баллоне лампы пальцами монтажника, вызывают локальный перегрев и разрушение стеклянной колбы в месте загрязнения. Если загрязнение всё же произошло, то это место следует протереть чистой салфеткой, смоченной 96% этиловым спиртом, и высушить в потоке тёплого воздуха. 1.5 Натриевые лампы типа ДНаТ Натриевые лампы типа ДНаТ относятся к газоразрядным источникам света. Их появление обусловлено стремлением конструкторов усовершенствовать различные типы ртутных ламп с целью преодоления присущих этим осветительным приборам недостатков.  Результатом серьёзных научных исследований стал вывод о том, что наилучшим металлом, пары которого обеспечивают интенсивное излучение желтого цвета с длиной волны до 590 Нм, наиболее пригодного для целей освещения, является натрий.Конструкция натриевой лампы представлена на рис.8.  Рисунок 8. Конструкция натриевой лампы Конструкция осветительных приборов этого типа практически не отличается от конструкции металлогалогенных ламп. Разница заключается в наполнении керамической дуговой лампы. В металлогалогенных лампах колба-горелка заполняется инертным газом в смеси с парами ртути и галогенидами. В натриевой лампе она заполнена натрием в газообразном состоянии под давлением. В процессе работы лампы натрий разогревается до температуры в 1500˚С и становится очень агрессивным по отношению к внешней среде. В связи с этим внутреннюю колбу-горелку изготавливают из окиси алюминия со специальными добавками – поликора. Особенности поликора – стойкость к парам натрия, хорошее светопропускание – до 90%, высокое подавление ультрафиолетового излучения. Светоотдача натриевых ламп достаточно высока и у отдельных экземпляров может достигать 150 Лм/Вт. Этот показатель почти на порядок превышает аналогичный показатель ламп накаливания. Среди прочих достоинств натриевых ламп следует высокий эксплуатационный ресурс – до 60000 часов при обеспечении стабильного сетевого напряжения.  При имеющихся достоинствах натриевые лампы существенно проигрывают металлогалогенным лампам в качестве цветопередачи, индекс которой не превышает значения 20-25. Такой низкий показатель практически исключает использование натриевых ламп в сфере торгового и рекламного освещения. Но такой свет очень хорошо подходит для нужд дорожного освещения, так как повышает внимание водителей в тёмное время суток. Кроме того, свет такого спектра положительно влияет на урожайность растений, выращиваемых в теплицах и парниках промышленным способом. Использование натриевых ламп в небольших приусадебных поликарбонатных теплицах экономически нецелесообразно.У натриевых ламп имеются недостатки, сходные с теми, которые присущи МГ лампам. У них с момента включения до выхода на расчётную световую мощность проходит некоторое время, необходимого для разогрева рабочего газа до необходимой температуры и перехода тлеющего электрического разряда в дуговой. Для натриевых ламп это время составляет 5-7 минут, что примерно вдвое меньше, чем у металлогалогенных ламп. Также для запуска в работу натриевых ламп требуется использование пускорегулирующей аппаратуры и импульсно-зажигающего устройства для создания поджигающего импульса, амплитуда которого может достигать 5000 В. Это оборудование может устанавливаться как отдельно от самой лампы, так и быть встроено в её цоколь. Натриевые лампы, аналогично металлогалогенным, очень чувствительны к перепадам питающего напряжения, при этом имеют повышенную пульсацию светового потока, достигающую 80% от номинального значения. Кроме того, напряжение на электродах лампы, необходимое для её нормального функционирования, в процессе эксплуатации повышается приблизительно на 2В за каждые 2000 часов работы. Это обстоятельство к концу срока эксплуатации просто не позволит лампе включиться, и её необходимо заменить. Этот эффект является одним из недостатков натриевых ламп.  1.6 Светодиодные источники светаСветодиодные источники света представляют собой лампы, в которых в качестве излучателей используются специально сконструированные для этих целей полупроводниковые приборы – светодиоды. В отличие от индикаторных светодиодов, ток через которые редко превышает значение в 20 мА, осветительные светодиоды выпускаются на более значительные токи. Промышленные осветительные светодиоды достаточно сильно нагреваются, поэтому для их охлаждения используют специальные алюминиевые печатные платы, которые эффективно отводят тепло от полупроводникового прибора. Для обеспечения максимального светового потока в осветительных светодиодах используется сапфировая подложка. Кроме того, такие светодиоды, как правило, выпускаются с использованием специальных линз с ламбертовой диаграммой направленности, что обеспечивает постоянную яркость светодиода в пространстве при углах направления света до 60 градусов в обе стороны. Конструкция промышленного светодиодного светильника представлена на рис.9.  Рисунок 9. Конструкция промышленного светодиодного светильника  Промышленный светодиодный светильник состоит из платы со светодиодами, изготовленной из алюминия для обеспечения охлаждения кристаллов, оптического поликарбонатного рассеивателя, драйвера питания светодиодов, сетевого провода с гермовводами, корпусных и установочных изделий, крепёжных изделий.Достоинства светодиодных светильников заключаются в следующем: Существенная экономия электроэнергии; Высокая энергоэффективность; Длительный срок эксплуатации – до 50000 часов; Высокая механическая прочность; Моментальная готовность к работе; Не содержит ядовитых и вредных веществ; Малый нагрев по сравнению с другими источниками света; Экологическая безопасность, позволяющая утилизировать светильник как бытовой мусор. К недостаткам светодиодных светильников следует отнести: Относительно большие размеры по сравнению с другими источниками света; Не допускают перегрева при эксплуатации; Достаточно узкая диаграмма направленности; Стоимость существенно выше остальных типов светильников. Отдельный тип светодиодных светильников – это светильники для использования в сельском хозяйстве для освещения промышленных теплиц и парников. Эти светильники состоят, как правило, из трёх типов светодиодов – синего, красного и желтого цвета свечения. Конструкция светильника предусматривает дистанционное включение светодиодов разных цветов по мере необходимости. Как правило, такие светильники содержат от 128 до 512 светодиодов в зависимости от мощности светильника. Количество красных и желтых светодиодов одинаково, а количество синих – в 8 раз меньше.  Такая конфигурация светильника позволяет подобрать требуемый спектр света практически для любой тепличной культуры, изменяя его по мере роста и стадии развития растений.Внешний вид одного из типов светодиодных светильников для промышленных теплиц и парников представлен на рис.10.  Рисунок 10. Промышленный светодиодный светильник для теплиц Первой страной, которая использовала светодиодные лампы для освещения теплиц и оранжерей, была Дания. В теплицах, предназначенных для выращивания цветов общей площадью 7000 кв.м. было использовано около 60000 светодиодов. Экономия электроэнергии составила почти 40% по сравнению с традиционными источниками освещения. Точная регулировка спектра в некоторых случаях позволяет полностью отказаться от использования химических регуляторов роста тепличных растений, что существенно уменьшает расходы на выращивание сельскохозяйственных культур в тепличных и парниковых хозяйствах.  2. Виды сельскохозяйственных помещенийВ настоящее время в сельском хозяйстве активно используются строения разнообразных типов. Виды сельскохозяйственных помещений разделяют, прежде всего, по назначению. К сельскохозяйственным помещениям относятся следующие: Животноводческие помещения - свинарники, коровники, телятники, конюшни Административные помещения – управления, службы, подразделения Складские помещения – склады оборудования и материалов Хранилища – зернохранилища и овощехранилища Культивационные помещения – теплицы, оранжереи, парники Рассмотрим каждый тип сельскохозяйственных помещений отдельно. 2.1 Животноводческие помещения При эксплуатации животноводческих, птицеводческих и звероводческих помещений в холодный и переходный периоды года, перепад температур внутренних поверхностей стен и воздуха помещений должен составлять не более 3 - 5°С. Надежность работы систем обеспечения микроклимата должна поддерживаться в течение всего периода эксплуатации помещения, включая режимы неполного заполнения его животными, дезинфекции и т.п. Полы в помещениях для содержания животных при эксплуатации должны быть не скользкими, не абразивными, нетоксичными, малотеплопроводными, водонепроницаемыми, стойкими к воздействию сточной жидкости и дезинфицирующих средств. При эксплуатации необходимо обеспечить очистку помещений от навоза и загрязненной подстилки, остатков кормов и проведение различных видов, в том числе влажной, дезинфекции оборудования и помещений в целом.  Строительные конструкции стен, перегородок, покрытий, перекрытий должны быть устойчивыми к воздействию повышенной влажности и дезинфицирующих средств, не выделять вредных веществ, а антикоррозионные и отделочные покрытия должны быть безвредными для людей и животных.Внутренние поверхности стен должны быть гладкими, окрашенными в светлые тона и допускать влажную уборку и дезинфекцию. Эксплуатационные параметры животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий и помещений в части соответствия высоты помещений от уровня чистого пола до низа выступающих конструкций, высоты от уровня чистого пола до низа оконных проемов в зависимости от вида и половозрастных групп содержащихся в помещениях животных, птицы, зверей должны соответствовать требованиям СП 106.13330. 2.2 Административные помещения В зависимости от структуры сельскохозяйственного предприятия в состав административных помещений могут входить: рабочие комнаты управления, помещения главных специалистов, помещения информационно-технического назначения, охраны труда, бухгалтерии и т.д. Площадь помещений следует принимать из расчета  на одного работника управления, бухгалтерии,  на одного работника отделов главных специалистов и информационно-технического назначения. При кабинетах руководителей и их заместителей допускается устраивать одну приемную на два кабинета площадью не менее  .Площадь кабинетов руководителей должна составлять не более 15% общей площади рабочих помещений. Для проведения совещаний площадь одного из кабинетов руководителей может быть увеличена из расчета  на 1 место, но не должна превышать  . Площадь кабинета охраны труда определяется в зависимости от списочной численности работающих и должна быть не менее  при количестве работающих до 1000 человек.2.3 Складские помещения В рамках противопожарных мероприятий полы любого склада должны быть либо асфальтовыми, либо бетонными. При этом желательно использовать бетоны высоких марок, которые не вырабатывают пыль. Каждое складское помещение оборудуется системами стеллажей, которые, в свою очередь, располагаются в соответствии с технологическими требованиями к складам по ГОСТ. Между стеллажными конструкциями, по инструкции, должен быть проход шириной не менее 1,5 м. Такая эргономичная расстановка позволит комфортно эксплуатировать загрузку и разгрузку посредством механических приспособлений, согласно требованиям к стеллажам в складских помещениях. Территория складов должны быть освещены в вечернее и ночное время. Освещенность территории должна быть не менее 1 лк, погрузочно-разгрузочных площадок и подъездов к ним – не менее 10 лк, в закрытых складских помещениях – не менее 20 лк. На территории должны быть установлены указатели проездов и проходов. Стеллажи и шкафы предпочтительно выбрать из негорючих материалов. Допускается устройство деревянных стеллажей, подвергнутых поверхностной огнезащитной пропитке (если огнезащитные материалы не являются агрессивной средой для хранимых материалов). В местах соприкосновения с грунтом стеллажи обрабатываются антисептиком. 2.4 Хранилища Виды овощехранилищ: Ангарные овощехранилища  Ангарные овощехранилища обычно используются для навального способа хранения. Их строительство занимает немного времени. Для утепления используется специальное напыление из полиуретановых материалов, но из-за слабой теплоизоляции возникают трудности с установкой оборудования для микроклимата. Из-за этого длительное хранение в таких овощехранилищах практически невозможно, только временное.Каркасные овощехранилища предоставляют больший спектр возможностей, например, организацию секций с индивидуальными климатическими параметрами под каждый вид продукта, так как у каждого овоща - свои особенности хранения. В таких помещениях есть возможность использования спецоборудования: транспортеров, конвейерных лент по мойке или фасовке, систем автоматизации. Из недостатков данного вида овощехранилища - низкая сопротивляемость большому количеству осадков (особенно снегу) и ветру. Каркасные овощехранилища можно дополнительно утеплить, тогда им будут не страшны любые погодные невзгоды. Для утепления обычно используются сендвич-панели с индивидуально подобранной толщиной. Основная цель овощехранилища – существенно продлить период покоя овощей во время хранения. В овощехранилище должны поддерживаться определенные микроклиматические условия, соответствующие типу овоща, который помещен на хранение. Система микроклимата в овощехранилище позволяет уменьшить потери влаги и полезных веществ, снизить интенсивность дыхания продукции, а также риски образования гнили. 2.5 Культивационные помещения Теплицы и оранжереи представляют собой застекленные сооружения, в которых искусственно создаются нужные климатические и почвенные условия, позволяющие выращивать овощи, рассаду, цветы.  В теплицах растения могут выращиваться на грядках, устраиваемых непосредственно на грунте, или на стеллажах в деревянных или железобетонных ящиках, заполненных питательным слоем земли.Отопление обычно применяют центральное водяное от местной котельной. Трубы отопления располагают под остекленным покрытием, вдоль стен и под стеллажами, а в теплицах с выращиванием растений на грядках — также и в грунте на глубине 0,7 м от их поверхности. Воздухообмен осуществляется через форточки, при этом для притока воздуха их располагают в стенах, а для вытяжки — в верхней части покрытия. Для стока конденсата с внутренней поверхности остекленного покрытия последнему придается уклон не менее 25° с устройством в нижней его части водоотводящих лотков. В целях наилучшей инсоляции теплицы и оранжереи с двускатным и сводчатым покрытием продольной осью располагают с севера на юг. В случае недостаточности облучения растений естественным светом устраивают дополнительно подсвечивание искусственным светом.  3. Основные характеристики освещения3.1 Общие характеристики Освещение (естественное, искусственное и совмещенное) и формируемую им световую среду отдельно взятого объекта характеризуют следующие основные показатели. Световой поток Световой поток  , люмен (лм)– это часть потока излучения, которую воспринимает глаз человека. Полный световой поток характеризует световое излучение, распространяемое от источника освещения по всем направлениям. Сила света Сила света  , кандела (кд) это величина, которая характеризует пространственную плотность светового потока.Освещенность Освещенность  , люкс (лк) – это отношение падающего на поверхность светового потока  к величине площади этой поверхности  . Освещенность поверхности не зависит от ее световых свойств и определяется выражением: Коэффициент отражения Коэффициент отражения  характеризует способность поверхности отражать падающий на нее световой поток. Он определяется как отношение отраженного светового потока  к падающему потоку  . Коэффициент отражения зависит от цвета и состояния поверхности и может изменяться в очень широких пределах  . Световые свойства любых поверхностей характеризуют следующие параметры: коэффициент отражения , коэффициент пропускания  , коэффициент поглощения  .  При этом во всех случаях выполняется равенство  . Представленные коэффициенты являются частью светового потока, которую поверхность отражает, пропускает или поглощает. При этом принимается, что Солнце и искусственные источники света – первичные источники светового потока, являющиеся генераторами излучений. Поверхности объектов, от которых свет отражается – вторичные источники света. Яркость поверхности Яркость поверхности  - это отношение силы света , излучаемого поверхностью, к площади этой поверхности . Величина яркости объекта тем больше, чем больше коэффициент отражения  и падающий на поверхность световой поток . Если объект и поверхность, на которой располагается объект, имеют близкую по величине яркость, то интенсивность восприятия световых потоков, поступающих от фона и объекта, одинакова или различается слабо. Соответственно, глаз не различает объект на данном фоне.Фон Фон - это поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон считается: светлым – при коэффициенте отражения поверхности  ; средним – при коэффициенте отражения поверхности  темным – при коэффициенте отражения поверхности  Чтобы объект был хорошо виден, яркости объекта и фона должны различаться минимум в два раза. Объект различения Объект различения – это рассматриваемый объект, отдельная его часть или дефект, которые требуется различать в процессе работы. Размер объекта различения  Размер объекта различения – это минимальный размер наблюдаемого объекта, его части или дефекта, который определяет характеристику работы и ееразряд. При размере объекта менее 0,15 мм работе присваивают I разряд - разряд наивысшей точности; При размере 0,15 – 0,3 мм – II разряд - разряд очень высокой точности; При размере 0,3 – 0,5 мм – III разряд - разряд высокой точности. Чем меньше размер объекта различения (выше разряд работы) и меньше контраст объекта различения с фоном, на котором выполняется работа, тем больше требуется освещенность рабочих мест, и наоборот.Наименьшие размеры объекта различения и соответствующие им разряды зрительной работы устанавливают при расположении объектов различения на расстоянии не более 0,5 м от глаз работающего. Коэффициент пульсации освещенности Коэффициент пульсации освещенности  – это критерий оценки колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока ламп при питании их переменным током при стабильном напряжении питания. Для газоразрядных ламп  , для ламп накаливания  , для галогенных ламп  . |