Практикумы+№+1-5. Практическая работа Расчет искусственного освещения производственного помещения

• Название: Практическая работа Расчет искусственного освещения производственного помещения
• Дата: 07.04.2022
• Размер: 2.02 Mb.
• Имя файла: Практикумы+№+1-5.doc
• Тип: Практическая работа; #452616
• страница: 1 из 12

Практическая работа № 1. Расчет искусственного освещения производственного помещения

Освещение является одним из основных средств создания комфортных условий труда в производственных помещениях. Освещение, не соответствующее условиям работы, вызывает повышенную утомляемость людей, приводит к ухудшению их зрения и может явиться причиной травма­тизма на рабочих местах. Поэтому на стадии проектирования хозяйственных объектов выполняется расчет производственного освещения, выбираются виды освещения и при строительстве производственных помещений в них оборудуются системы освещения, обеспечивающие осветительные условия соответствующее санитарным нормам.

Искусственное освещение может быть двух систем – общее освещение и комбинированное освещение.

Систему общего освещения применяют в помещениях, где по всей площади выполняются однотипные работы (литейные, сварочные, гальванические цехи), а также в административных, конторских и складских помещениях.

Различают общее равномерное освещение (световой поток распределяется равномерно по всей площади без учета расположения рабочих мест) и общее локализованное освещение (с учетом расположения рабочих мест).

При выполнении точных зрительных работ (например, слесарных, токарных, контрольных) в местах, где оборудование создает глубокие, резкие тени или рабочие поверхности расположены вертикально (штампы, гильотинные ножницы), наряду с общим освещением применяют местное– сочетание местного и общего освещения называют комбинированным. Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается, поскольку образуются резкие тени, зрение быстро утомляется и имеется реальная опасность производственного травматизма. Искусственное освещение осуществляется в основном электрическими лампами или прожекторами.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, охранное и дежурное.

Рабочее освещение – это освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий.

Рабочее освещение предназначено для обеспечения нормального выполнения производственного процесса, прохода людей, движения транспорта и является обязательным для всех производственных помещений.

Аварийное освещение –это освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения и для эвакуации людей.

Охранное освещение устраивают вдоль границ охраняемых территорий.

Дежурное освещение– это освещение в нерабочее время.

Для освещения помещений производственных зданий используют разрядные лампы, лампы накаливания или светодиодные лампы.

Видимое излучение в лампах накаливания получается в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы – это трубки или колбы с расположенными внутри электродами, наполненные инертными газами или парами ртути. По спектральному составу различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), холодного белого света (ЛХБ), теплого белого (ЛТБ) и белого света (ЛБ). Эти лампы при небольших затратах энергии создают значительные уровни освещенности и спектр их излучения близок к солнечному.

Основные преимущества газоразрядных ламп: высокая световая отдача (ДРЛ – до 65 лм/Вт, люминесцентные – до 90 лм/Вт, ксеноновые и натриевые – 110...200 лм/Вт); большой срок службы 5000...20000 ч, более близкий к естественному, солнечному спектр излучения.

В последние годы все большее распространение получают светодиодные лампы. Светодиод – это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы.

Для общего освещения помещений производственных зданий рекомендуется использовать разрядные и светодиодные лампы как наиболее экономичные.

Электрический светильник – это устройство, состоящее из источника света (лампы) и осветительной аппаратуры, предназначенной для использования света в нужном направлении, предохранения глаз человека от слепящего действия источника света и защиты источника света от механических повреждений и воздействия окружающей среды.

Производственное освещение нормируется количественными и качественными показателями, которые регламентируютсяСП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение». Искусственное освещение нормируется прежде всего величиной максимальной освещенности Е, лк. В правилах приведены значения минимальной освещенности в зависимости от характера зрительной работы, вида освещения, фона и контраста объекта различения с фоном (таблица 1.1). Характеристика зрительной работы определяется наименьшим размером объекта различения. В зависимости от размера объекта различения все виды работ делятся на восемь разрядов, которые, в свою очередь, разделяются на четыре подразряда в зависимости от фона и контраста объекта с фоном.

Во всех производственных помещениях проектируют систему искусст­венного освещения с учетом обеспечения необходимых норм освещенности. Однако в период эксплуатации осветительных установок и рабочих помещений освещенность рабочих мест может ухудшаться до недопустимой величины из-за неполадок в работе источников света, выхода их из строя и других причин. Поэтому уровень освещенности контролируется периодически во всех производственных помещениях в установленном порядке. Освещенность помещений и рабочих мест контролируется с помощью переносных приборов-люксметров. При этом выполняется серия измерений величины освещенности рабочих мест. Результаты измерений сравниваются с санитарно-гигиеническими нормами освещенности и делается вывод о соответствии фактического уровня освещенности помещения нормативному. В тех случаях, когда освещение помещения не соответствует нормативным значениям, принимаются необходимые меры по обеспечению оптимального освещения.
Таблица 1.1 – Требования к освещению помещений промышленных предприятий

Характеристика зрительной работы	Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характеристика фона	Искусственное освещение					Естественное освещение		Совмещенное освещение
						Освещенность, лк			Сочетание нормируемых величин объединенного показателя дискомфорта UGR и коэффициента пульсации		КЕО eн, %
						при системе комбинированного освещения		при системе общего освещения			при верхнем или комбинированном освещении	при боковом освещении	при верхнем или комбинированном освещении	при боковом освещении
						всего	вт.ч. от общего		UGR, не более	Kп, %, не более
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	а	Малый	Темный	5000	500	-	19	10	-	-	6,0	2,0
			б	Малый Средний	Средний Темный	4000	400	1250	19	10
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2500	300	750	19	10
			г	Средний Большой "	Светлый " Средний	1500	200	500	19	10
Очень высокой точности	От 0,15 до 0,30	II	а	Малый	Темный	4000	400	-	22	10	-	-	4,2	1,5
			б	Малый Средний	Средний Темный	3000	300	750	22	10
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	2000	200	500	22	10
			г	Средний Большой "	Светлый " Средний	1000	200	400	22	10
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	а	Малый	Темный	2000	200	500	25	15	-	-	3,0	1,2
			б	Малый Средний	Средний Темный	1000	200	400	25	15
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	750	200	300	25	15
			г	Средний Большой "	Светлый " Средний	400	200	200	25	15
Средней точности	Св. 0,5 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	400	25	20	4,0	1,5	2,4	0,9
			б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	300	25	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	400	200	200	25	20
			г	Средний Большой "	Светлый " Средний	-	-	200	25	20
Малой точности	Св. 1 до 5	V	а	Малый	Темный	400	200	300	25	20	3,0	1,0	1,8	0,6
			б	Малый Средний	Средний Темный	-	-	200	25	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	-	-	200	25	20
			г	Средний Большой "	Светлый " Средний	-	-	200	25	20
Грубая (очень малой точности)	Более 5	VI	-	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	25	20	3,0	1,0	1,8	0,6
Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах	Более 0,5	VII	-	То же		-	-	200	25	20	3,0	1,0	1,8	0,6
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное;		VIII	а	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		-	-	200	28	20	3,0	1,0	1,8	0,6
периодическое при постоянном пребывании людей в помещении;			б	То же		-	-	75	28	-	1,0	0,3	0,7	0,2
то же, при периодическом;			в	"		-	-	50	-	-	0,7	0,2	0,5	0,2
общее наблюдение за инженерными коммуникациями			г	"		-	-	20	-	-	0,3	0,1	0,2	0,1

Задание

Рассчитать искусственное освещение производственного помещения. Исходные данные для расчета приведены в таблице1.2.
Порядок выполнения задания

При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать источник света, систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установки светильников и размещения их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.

Все применяемые методы расчета освещения можно свести к двум основным: точечному и методу светового потока, подразделяющемуся на метод коэффициента использования и метод удельной мощности.

Точечный метод в основном предназначен для нахождения освещенности в точках и применяется для расчета минимальной освещенности.

Метод коэффициента использования предназначен для определения средней горизонтальной освещенности.

Ниже приводится расчет осветительных установок методом коэффициента использования.

Таблица 1.2 – Исходные данные для расчета

№ варианта	Тип помещения	Разряд зритель­ной работы	Размеры помещения АхВ, м	Высота помещения	Кривая силы света	Коэф­фици­ент запаса К3	Коэффициент отражения, %		λ	Тип лампы
				Н, м	КСС		потолка	стен
1	Цех механосборочный	IV в	24x12	4	Д-2	1.5	50	30	1.3	ЛЕЦ 65
2	Литейный цех	IV а	18x12	6	Д-1	1.8	30	10	1.3	ЛБ 65-1
3	Заготовительно-штамповочный цех	Va	24x12	6	Г -1	1.5	50	30	1.3	ЛБ 65-1
4	Цех ремонта и наладки оборудования	IV б	24x12	6	Г-1	1.4	50	30	1.5	ЛБ 65-1
5	Цех изготовления изоляции	V6	24x12	4	Д-1	1.5	50	30	1.3	ЛЕЦ 65
6	Прессовочный цех	IV а	24x12	6	Д-2	1.6	50	30	1.3	ЛБ 65-1
7	Обмоточный цех	V6	24x16	6	Д-2	1.4	50	30	1.4	ЛБ 65-1
8	Насосная	VIII в	18x12	6	Д-2	1.4	50	30	1.3	ЛЕЦ 40-1 4041ё11
9	Цех сборки электрообору­дования	IV в	24x12	6	Д-1	1.4	70	50	1.5	ЛЕЦ 65
10	Цех инструментальный	IV в	24x12	4	Д-1	1.4	50	30	1.3	ЛБ 65-1

Расчет производится для системы общего освещения производственного помещения.

Порядок расчета следующий.

Сначала определяется требуемый световой поток от ряда светильников



где Е_H– нормируемое значение освещенности, которое для каждого разряда зрительной работы определяется по СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», лк (см. табл. 1);

К₃– коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света (приведен в исходных данных);

S – освещаемая площадь (площадь помещения), м²;

Z – коэффициент неравномерности освещенности;

N – число рядов светильников (2, 3 или более);

U_oy– коэффициент использования светового потока, %.

Коэффициент неравномерности освещенности определяется по формуле



где Е_ср, Е_мин– среднее и минимальное значения освещенности;

Коэффициент неравномерности освещенности z принимается:

– для ламп накаливания ЛН и ДРЛ равным 1,15;

– для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде све­тящихся линий равным 1,10.

В данном задании принять коэффициент неравномерности освещенности z для люминесцентных ламп.

Коэффициент использования U_oy определяется как отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света. Он зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещении, а также от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности (таблица1.3).

Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса све­тильников в нем характеризуются индексом помещения.



где А – длина помещения, м;

В – его ширина, м;

h_р – расчетная высота подвеса светильников, м.

Расчетная высота подвеса светильников (h) определяется по формуле



где Н – высота помещения, м;

h_c– свес светильника, т.е. расстояние от потолка до светильника (рекомендует­ся принять 1,5 м);

h_pп– высота рабочей поверхности от уровня пола (рекомендуется принять равной 0,8 м) (рисунок 1.1).


Рисунок 1 – Подвес светильника
Коэффициенты отражения поверхностей потолка (ρ_п) и стен (ρ_с) приведены в исходных данных расчета (таблица1.2). Коэффициент отражения расчетной поверхности или пола, как правило, принимается ρ_р = 0,1.

Величина кривых света приведена в исходных данных (таблица 1.2).

По найденному значению индекса помещения i_n, коэффициентам отра­жения ρ_п, ρ_с и ρ_р и типовым кривым сил света (КСС) по таблице 1.3 определить значение коэффициента использования светового пото­ка.

_{Таблица 1.3 – Коэффициент использования светильников с типовыми кривымисилами света U}oy,

Тип КСС	Значение Uoу, %
	при ρп = 0,7; ρс = 0,5; ρр = 0,1 и in, равном						при ρп = 0,5; ρс = 0,3; ρр = 0,1 и in, равном						при ρп = 0,3; ρс = ρр = 0,1 и in, равном
	0,6	0,8	1,25	2	3	5	0,666	0,8	1,25	2	3	5	0,6	0.8	1,25	2	3	5
м	34	47	56	66	75	86	23	36	45	56	65	75	17	29	38	46	58	67
Д-1	36	47	56	63	73	79	27	40	48	55	65	73	27	35	42	52	61	68
Д-2	42	51	64	75	84	92	33	42	52	69	75	86	28	36	48	63	75	81
Г-1	48	57	71	82	89	94	41	48	64	76	70	88	35	45	60	73	68	77
Г-2	55	64	78	86	92	96	48	58	72	83	86	93	43	54	68	79	85	90
Г-3	62	70	79	80	90	93	57	65	75	83	86	90	53	62	73	80	84	86
К-1	69	76	83	88	91	92	64	73	80	86	88	90	62	71	77	83	86	88
К-2	71	78	87	95	97	100	68	74	84	92	93	99	68	72	80	89	93	97
К-3	73	80	90	94	99	10	68	76	85	93	95	99	64	73	83	90	94	97
Л	-	-	-	-	-	-	24	40	49	60	70	76	20	35	44	48	65	69

По типу лампы, приведенному в исходных данных, определяется ее световой поток по таблице 1.4. Число светильников в ряду определяется по формуле



где Ф₁– свето­вой поток одной лампы.

Далее определяется общее количество светильников, устанавливаемых в помещении. Для этого число светильников в ряду умножаем на количество рядов светильников.
Таблица 1.4 – Технические данные люминесцентных ламп

Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток, лм
ЛБ-20-1	20	1200
ЛДЦ20	20	850
ЛЕЦ20	20	850
ЛБ40-1	40	3200
ЛДЦ40-1	40	2200
ЛЕЦ40-1	40	2190
ЛБЦТ 40	40	3000
ЛЕЦ65	65	3400
ЛБ 65-1	65	4800

Светильники рекомендуется располагать рядами, сплошными или с небольшими разрывами, ориентируя ряды параллельно стенам с окнами или продольным осям помещений (рисунок 1.2).

Величину L – расстояние между рядами светильников следует принимать, исхо­дя из соотношения L : h_p = λ. Наиболее выгодное (энергетически) соотношение (λ) для различных типов светильников приведено в справочной литературе. Рекомендуется, чтобы λ не превышала 0,5 расчетной высоты (кроме много­ламповых светильников в помещениях общественных и административных зда­ний), λ приведен в исходных данных.


Рисунок 1.2 – Ряды светильников