Проектирование системы комбинированного освещения

      5.3. Проектирование системы  комбинированного  освещения

      Рациональное  освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания. Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещение на рабочем месте инженера-разработчика должно быть таким, чтобы работник мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин:

      - недостаточность освещенности;

      - чрезмерная освещенность;

      - неправильное направление света.

      Расчет  освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению  необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения.

      Все виды работ в зависимости от размера  объекта различения разбиты на 8 разрядов - от работ наивысшей точности (I разряд) до работ по общему наблюдению за ходом производственного процесса (VIII разряд). Исходя из специфики работы по реализации данного проекта по таблице 5 Методического указания 1, имеем III разряд зрительной работы (высокой точности). Согласно СНиП П-4-79 необходимо применить систему комбинированного освещения.

      Освещённость  для системы комбинированного освещения  Е_комб является суммой освещённостей от общего и местного освещения:

      

      Расчет  общего равномерного освещения методом  коэффициента использования

      Расчет  освещения производится для комнаты площадью 35 м² , ширина которой 5 м, длина 7 м, высота - 3,5 м. В качестве метода расчета общего равномерного освещения выберем метод коэффициента использования.

      Вначале определим необходимый световой поток лампы в каждом светильнике  Р_л по формуле:

       ,

      где F_л - рассчитываемый световой поток, Лм;

      Е - нормированная минимальная освещенность, Лк (определяется по таблице в СНиП 23-05-95).

      Работу  инженера-разработчика, в соответствии с этой таблицей, можно отнести  к разряду работ высокой точности, следовательно, минимальная освещенность будет Е = 300 Лк;

      S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S = 35 м² );

      Z - отношение средней освещенности к минимальной (в нашем случае люминесцентных ламп Z = 1,1);

      К - коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений (СНиП 23-05-95) и в нашем случае люминесцентных ламп К = 1,5);

      n - коэффициент использования светового потока в долях единицы (отношение светового потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному потоку всех ламп).

      Коэффициент использования n зависит от типа светильника, индекса помещения, от коэффициентов отражения потолка , стен , расчётной поверхности , индекса помещения.

       =30% - побеленные стены при  не занавешенных окнах;

       =50% - побеленный потолок;

       = 10% - рабочая поверхность темного  цвета.

      Значение  n определим по таблице коэффициентов использования различных

      светильников (таблица 7 Методического указания 1). Для этого вычислим индекс помещения  по формуле:

       ,

      где

      S - площадь помещения, S = 35 м²;

      h - высота светильника над рабочей поверхностью;

      H - расчетная высота подвеса;

      hr = 0,8м - высота рабочей поверхности;

      hs = 0,1м - высота свеса светильника;

      h = H-hr-hs = 3,5-0,8-0,1=2,6м

      А - длина помещения = 7 м;

      В - ширина помещения = 5 м.

      Подставив значения получим:

        

      Зная  индекс помещения I, и , по таблице 7 Методического пособия 1 находим n = 0.42. В качестве светильника выберем: ЛВ003 - 2x40 - 001. В этом светильнике применяются две лампы типа ЛБ.

      Подставим все значения в формулу для  определения светового потока F_л и получим результат:

      F_л = 41250 Лм

      Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ, световой поток которых  F = 3200 Лм. Мощность 40 Вт. Суммарный световой поток светильника, состоящего из двух ламп = 6400 Лм.

      Рассчитаем  необходимое количество ламп по формуле:

       , где 

      N - определяемое число ламп;

      F - световой поток, F = 41250 Лм;

      F_л- световой поток лампы, F_л = 3200 Лм.

      N = 12 шт.

      Каждый  светильник комплектуется двумя  лампами. Размещаются светильники  двумя рядами, по три в каждом ряду.

      Электрическая мощность общей осветительной системы:

      Р_общ =12* 40 = 480 Вт

      4.4.2. Расчет размещения светильников  общего освещения

      Предлагается  размещать светильники в два  ряда по три в каждом ряду. Расстояние между рядами светильников L находим из уравнения:

      

      Расстояние  от ряда светильников до стены:

      

        Определим  расстояние  между  светильниками l в одном ряду  из уравнения:

       ,

      где l_св= 1,275 м - длина светильника.

      Расстояние  от светильника до стены:

      0,5-1,058 = 0,53 м

      Схематичное   расположение   светильников   общего   освещения   на потолке  изображено на рисунке 7.3.

      

      Рис. 7.3. План расположения светильников общего освещения  

      4.4.3. Расчет местного освещения точечным  методом

      Для расчета местного освещения воспользуемся  точечным методом. Определение светового  потока F_л от лампы местного освещения, создающей над рабочей поверхностью освещённость Е_мест воспользуемся формулой:

      

       -   коэффициент запаса (для  ламп накаливания - 1,3);

       - коэффициент, учитывающий влияние  отражённого света и удалённых светильников (например, светильников местного освещения соседних рабочих мест) ( );

       - условная освещённость (освещённость,   создаваемая   условной лампой  со световым потоком F_л =  1000 лм, зависит от светораспределения светильника и определяется по  графикам пространственных изо люкс (рис. 4 Методического пособия 1));

      Е_МЕСТ= 450 Лк - нормированная местная освещенность.

      Для светильника типа "Альфа":

      h = 0,5 м и d = 0,2 м определяем : = 400 лк.

      

      Необходимо  выбрать лампу для местного освещения  с таким световым потоком. Нам  подойдет биспиральная лампа, 100 Вт, 1350 лк.

      Электрическая мощность местной осветительной  системы:

      Р_мест = 100*6= 600 Вт.

      Итого электрическая мощность комбинированной  осветительной системы:

      Р_ком. =   Р_общ +  Р_мест =   480 + 600   = 1080 Вт. 

        Расчет качественных показателей  освещения

      Показатель  дискомфорта.

      Для освещения данного помещения  площадью S=35 м² и высотой 3.5 м, с коэффициентом отражения стен=0,3, потолка=0,5 и пола=0,1 выбран светильник типа ЛВООЗ-2x40-001.

      Показатель  дискомфорта не должен превышать 40.

      Оценим  возможность использования указанного светильника для данной осветительной  системы, исходя из требований к ограничению слепящего действия по дискомфорту.

      По  таблице определяем группу и подгруппу  светильника. Соответственно получаем Iе группу, k_м = 1.2. По таблице значения индекса помещения находим i_м = 1.1.

      По  рисунку, где показана зависимость  индекса помещения i_п от площади помещения при различной высоте его h_p, определяем i_п =0.7.

      По  таблице определяем максимально  допустимые значения индекса помещения  с коэффициентом отражения потолка 0,5 и 0,7. Максимально допустимые значения индекса помещения для светильника типа ЛВО03-2x40-001 равно i_т = 1,4.

      Так как i_п < i_т, то осветительная система соответствует требованиям. Сам показатель должен быть не более 40.

      Цилиндрическая  освещённость.

      Нормируется качественный показатель цилиндрической освещенности по СНиП 23-05-95 для видов работ за компьютером минимальным значением

      E_ц=100. Лампы применены люминесцентные ЛВО, которые относятся к III-й группе светильников. Помещение имеет длину 6 м, ширину 5 м, высоту 3,5 м, отсюда площадь помещения 30 м². Коэффициенты отражения стен, потолка и пола равны соответственно 0,3, 0,5 и 0,1. Коэффициент запаса равен 1,5.

      Светораспределение  светильника равно:

       ,

      где I₀ - сила света в направлении вертикали;

      I_α - сила света под углом а с вертикалью.

      Значение  т определяется по формуле:

       ,

      где Ф_и - световой поток светильника в нижнюю полусферу, равный для светильников прямого света 1000 к.п.д. светильника.

      Для расчетов предложены графики значений ш, равных 1; 1,4; 2; 3, в которых приводятся отношения Е_г/Е_ц в зависимости от общепринятого индекса помещения и коэффициентов отражения стен рс и расчетной поверхности .

      Сила  света в направлении вертикали  для люминесцентной лампы рассчитывается по формуле:

      

      где F_л - световой поток лампы;

      l_л - длина лампы.

       , если к.п.д. принять 70%, тогда

      

      Для рассчитанного индекса помещения  i_п =1,1, коэффициентов отражения стен = 0,3, пола = 0,1 и высоты h = 2,6 м по графику определяется отношение горизонтальной освещенности к минимальной цилиндрической:

      

      Е_г=300 лк, принятая нами для расчетов по нормам СНиП. Тогда рассчитаем значение цилиндрической освещенности:

       ,

      что равно минимальному нормируемому значению, равному 100 лк. Рассчитанная осветительная  система соответствует нормам по СНиП в пункте: цилиндрическая освещенность.

      Коэффициент пульсации.

      Нормируется качественный показатель коэффициента пульсации по СНиП 23-05-95 для видов работ за компьютером максимальным значением

      K_n = 15% . Лампы применены люминесцентные, типа ЛБ по две лампы в каждом светильнике.

      Для соблюдения норм СНиП по коэффициенту пульсации в данном случае применяются  компенсированные пускорегулирующие аппараты, когда питание одной половины ламп в светильнике осуществляется отстающим током, а другой половины - опережающим. При этом способе включения ламп коэффициент пульсации ЛБ ламп не превышает 15%.

      Показатель  ослепленности.