No Image

Как рассчитать освещенность производственного помещения

СОДЕРЖАНИЕ
1 просмотров
12 декабря 2019

На любом промышленном объекте самым важным аспектом создания необходимых условий труда, а также обеспечения безопасности сотрудников на рабочих местах, является правильно организованная система освещения.

Подсветка промышленного помещения

Чтобы это сделать, необходимо провести расчет производственного освещения по всем правилам. Помочь с этим сможет наша сегодняшняя статья.

Условия производственной деятельности

На любом промышленном производстве свет оказывается ведущее значение в создании зрительной работоспособности работников. Кроме этого уровень освещённости оказывает прямое воздействие на моральное и физическое состояние людей, что естественным образом влияет на качество продукции и травматизм. Поэтому, чтобы создать правильный уровень освещенности, необходимо руководствоваться следующими требованиями:

  • при создании естественного и искусственного типа освещения (пример: общего, рабочего, аварийного и т.д.) помещений нужно руководствоваться регламентирующей документацией. Отличный пример регламентирующей документации — СНиП;

Обратите внимание! Кроме СНиПа, при создании определенной степени освещенности для различных производственных помещений, нужно использовать нормы ГОСТа и СанПина.

  • требования к уровню яркости освещаемых поверхностей (особенно важно для рабочего типа подсветки). Для рабочего освещения требуется равномерное распределение светового потока. Это пример того, каким образом должно быть организовано любое местное освещение;

Освещение рабочего места

  • отсутствие резких теней при подсветке производственных помещений;
  • испускаемый световой поток должен иметь правильную цветопередачу;
  • отсутствие негативных факторов, при работе системы общей и местной (рабочего, аварийного и другого типа) подсветки. Здесь речь идет о том, что светильники при своей работе не должны издавать шум, создавать риск появления пожара или нести угрозу жизни и здоровью людей.

При этом стоит помнить, что свет для производственных помещений необходим двух типов:

  • естественного плана. Создаются с помощью оконных проемов и стеклянных конструкций крыж и потолка;
  • искусственного плана. Бывает местного, рабочего, аварийного, охранного и т.д. Реализуется с помощью разнообразных светильников и лампочек.

Методы расчета, которые применяются для естественного и искусственного типа освещения производственных помещений, сильно различаются между собой. Каждый пример вычислений освещения для таких помещений имеет свои нюансы и тонкости. Поэтому рассмотрим их более детально.

Обратите внимание! Все методы, применимые для высчитывания уровня освещенности помещений производственного плана, должны базироваться на нормах, указанных в регламентирующей документации.

Естественная подсветка и ее вычисление

Самым важным параметром для естественного типа освещения является необходимая площадь окон, которые будут реализованы в конкретном типе помещения. Поэтому для естественного типа подсветки расчет предполагает использование следующей формулы (для бокового размещения):

  • So- площадь окон;
  • Sп- площадь пола, который имеется в помещении;
  • No- световая характеристика проема (табличный параметр);
  • K3- стандартный коэффициент запаса (табличный параметр);
  • En–КЕО (табличный параметр);
  • r1– параметр, отражающий увеличение КЕО (коэффициент естественного освещения) для бокового типа размещения;
  • Кзд- коэффициент, отражающий затемнение стекол, которое создается противостоящими зданиями (табличный параметр);
  • To- общий коэффициент для эффекта светопропускания. Он вычисляется по следующей формуле T0 = T1T2T3T4T5,(2,2) . Все эти коэффициенты являются табличными значениями.

Подставив все необходимые значения в формулу, вы легко вычислите площадь оконного проема, который должен быть в конкретном производственном помещении. При другом варианте расположения окон, методы подсчета остаются такими же, лишь формула немного меняется. Но чаще всего для естественного освещения характерен боковой вариант расположения оконных проемов.

Искусственная подсветка и ее вычисление

Из-за того, что искусственный тип подсветки комнат на производстве бывает самым различным (рабочее, аварийное и т.д.), здесь используют и различные методы расчета для определения требуемого уровня освещенности.

Искусственное освещение промышленных сооружений

Наиболее часто используются следующие методы расчета:

  • коэффициент использования;
  • точечный метод;
  • способ удельной мощности.

Разберемся с каждым методом в отдельности.

Коэффициент использования

Суть способа заключается в использовании коэффициента η. Этот коэффициент равен соотношению светового потока, ниспадающего на поверхность, к общему световому потоку, идущего от осветительного прибора.

Обратите внимание! Коэффициента η является табличным значением.
Для определения этого показателя нужна оценка геометрических параметров комнаты, для которой, собственно, нужно высчитать степень освещенности. Геометрия комнаты вводится через индекс помещений (i).

В нашем случае «i» рассчитывается следующим образом i=(B+A)/h*(A+B), где:

  • В – ширина;
  • А – длина;
  • h – расчетная высота.

Кроме этого нужно рассчитать световой поток для каждого работающего светильника. Расчет проводиться по следующей формуле

  • Е – заданный уровень минимальной освещенности;
  • К – стандартный коэффициент запаса;
  • S –площадь, которую освещает светильник;
  • z – коэффициент, отражающий неравномерность подсветки;
  • N – количество ламп, которые установлены в комнате. Этот параметр должен быть определен заранее до расчетов.

Этим методом можно легко вычислить световой поток для каждого осветительного прибора, который будет использоваться в помещении.

Точечный способ

Пользуясь таким методом нужно помнить, что он применяется для кругло-симметричных ламп (например, ДРЛ). При этом нужно принимать световой поток светильника равным 1000 лм. Это так называемая условная освещённость. Этот параметр зависит от следующих факторов:

  • светораспределение светильника;
  • его геометрические размеры: высота установки осветительной установки, расстояние от светильника до проекции падения светового потока.

В данной ситуации световой поток от осветительного прибора определяется по такой формуле Ф = 1000·Еу·Кз/μ·∑Еу, где:

  • μ – специальный коэффициент, при помощи которого учитывается действие «удаленных» ламп;
  • ∑Еу – условная суммарная освещенность, установленная для контрольной точке;
  • Еу – для отдельного светильника.

По вычисленному световому потоку следует выбирать лампочки, данный параметр которых будет находиться в диапазоне -10…+20%.

Третий метод расчета

Сегодня довольно часто для расчета степени освещённости применяется способ удельной мощности. При помощи метода удельной мощности можно рассчитать степень светового потока в зависимости от вида светильника. Суть способа расчета удельной мощности рассчитывается в зависимости от вида лампы, места ее размещения, а также дистанции ее положения над рабочей поверхностью, а также подсветки горизонтальных поверхностей и параметра удельной мощности.

Обратите внимание! Способ удельной мощности, под этим параметром понимается отношение мощности источника света к площади освещаемой светильников площади.

При этом значение удельной мощности берется из таблиц.
Мощность для общей лампы вычисляем по такой формуле Р=w·S/N, где:

  • w – параметр удельной мощности,
  • S – площадь комнаты,
  • N – количество осветительных установок.

Обратите внимание! Вместо самостоятельных расчетов для естественного и искусственного типа освещения можно воспользоваться онлайн-калькуляторами.

Заключение

Для определения степени освещенности различных помещений производственного плана следует использовать различные методы вычислений, каждый из которых имеет свои особенности. При этом помните: для естественного и искусственного светового потока стоит использовать разные способы расчета.

Читайте также:  Как из остатков мыла сварить новое мыло

Правильно организованное освещение производственных помещений весьма благотворно отражается на работоспособности персонала и его здоровье. Недостаток света, наоборот, приводит к утомляемости и раздражительности человека. Кроме того, при длительном нахождении в плохого расчёта освещения в помещении от чрезмерного напряжения глаз падает уровень остроты зрения. Слишком яркий свет может привести к фотоожогам глаз, перевозбуждению нервной системы и прочим неприятностям.

Поэтому вопрос рационального освещения рабочей зоны настолько важен, что для его нормирования разработаны санитарные и строительные нормативы. Соблюдение их требований обязательны для проектировщиков и руководителей предприятий.

Правильное освещение производственного помещения

По видам производственное освещение помещения (как и любого другого) делится на естественное и искусственное.

Естественный свет – наиболее ценен: человеческий глаз максимально к нему приспособлен. Он поступает внутрь здания через окна и прочие прозрачные строительные конструкции (например, аэрационные фонари).

Местное освещение само по себе не используется, его применяют только в комбинации с общим. Подходящий для этого осветительный прибор может быть переносным или стационарным. Световое пятно от него не освещает даже прилегающие к нему площади.

Комбинированный метод освещенности здания

Комбинированное – требуется при выполнении рабочим высокоточных операций, не допускающих возникновения резких теней от каких-либо предметов.

Общее – организуется в цехах с однотипными работами (например, в литейных). Встречаются случаи, когда комбинированное освещение просто нет возможности организовать.

Установленная освещенность для рабочих мест с мелкими работами соответствует 500-м Лк, постепенно снижаясь до 50 Лк в различных хранилищах.

Для максимальной экономичности, можно осветить технические или уличные территории приборами с датчиками движения для включения света.

Общая методика расчета

Расчетом параметров осветительной системы занимается инженер-электрик (проектировщик). Он может выполнить эту работу одним из трех способов:

  • через коэффициент использования потока света;
  • установки удельной мощности;
  • точечным.

Первым способом рассчитывается общее (равномерное) освещение рабочих поверхностей, расположенных в горизонтальной плоскости. В процессе работы вычисляется коэффициент для отдельно взятого помещения. В методике учитываются геометрические размеры производственного участка и степень светового отражения поверхностей.

Расчет через удельную мощность. Способ светотехнического расчета через удельную мощность используется только для предварительной прикидки установленной мощности осветительных установок, так как дает весьма приближенный результат.

Такие данные часто требуются для заполнения опросных листов, которые используются при получении технических условий или при составлении сметной стоимости монтажа осветительной системы предприятия.

Точечный метод. Такой способ пригоден для расчета освещения – локализованного и общего – при наличии осветительных приборах прямого света. На него не влияет пространственная ориентация анализируемой поверхности. Освещенность подсчитывают в каждой точке поверхности для каждого источника света в отдельности.

Реализация точечного метода представляет собой очень трудоемкий процесс, но и точность результата высокая. Правда, она зависит от добросовестности специалиста, выполняющего анализ.

Как рассчитать алгоритм

Расчет освещения участков производственных предприятий производится в следующей последовательности:

  • выбирается система освещения;
  • обосновывается нормированная освещенность каждого рабочего места;
  • выбирается наиболее рациональный и экономичный светильник;
  • оцениваются коэффициенты неравномерности освещения, запаса освещенности, отражения поверхностей, находящихся внутри помещения.

После этого рассчитываются:

  • индекс помещения;
  • коэффициент использования светового потока;
  • необходимое количество светильников;
  • На заключительном этапе выполняется чертеж или эскиз, на котором размечается расположение всех светильников.

А чтобы люминесцентные приборы долго светили и давали свет, установленной производителем яркости, необходимо использовать – дроссель для люминесцентных ламп.

Как рассчитывается норма КЕО

Естественный свет – величина непостоянная, потому и нормируется он не по освещенности, а по ее коэффициенту (КЕО). Он рассчитывается по формуле:

Е = (Ев/Ен) х 100, %, где:

  • Ев – естественная освещенность точки, расположенной внутри помещения;
  • Ен – наружная освещенность (горизонтальная) при небосводе, открытом полностью.

Очередность шагов

Первым делом выбирается система освещения. Оно может быть боковым, верхним или комбинированным. Выбор зависит от назначения производственного помещения с обязательным учетом особенностей технологического процесса.

Нормированное значение КЕО выбирается по таблице СНиП 23-05-95. Его величина зависит от разряда зрительной работы (а разряд определяется в зависимости от величины самого мелкого элемента, с которым приходится работать рабочему).

Величина Ен корректируется в зависимости от района расположения производственного объекта.

КЕО снижается из-за запыленности поверхностей, пропускающих свет. Для учета степени загрязненности остекления выбирается коэффициент запаса Кз.

Световая характеристика проемов определяется в соответствии с:

  • соотношением длины и глубины помещения, глубины и высоты (от уровня рабочей поверхности до верхней границы окна) – при боковом освещении;
  • соотношением длины и ширины помещения, его высоты и ширины и типа фонаря – при верхнем освещении.

При боковом освещении нормируется КЕО (его минимальное значение) для рабочего места, наиболее удаленного от окна. При верхнем или комбинированном – нормированный показатель является средним для пяти точек, равноудаленных друг от друга и расположенных на рабочей поверхности.

Целью расчета естественного освещения является определение площади оконных проемов.

Читайте также:  Как подсоединить провода люстры с двойным выключателем

Если рабочее место расположено менее чем в двенадцати метрах от окна, достаточно одностороннего освещения. При увеличении расстояния свыше 12 метров необходимо обеспечить рабочую точку двухсторонним боковым освещением.

Примеры

Попробуем разобраться с методами расчета естественной и искусственной освещенности на простейших примерах.

Естественный свет

Имеется помещение длиной L = 10 м, шириной B – 10 м, высотой H -5 м. оконный проем имеет размеры 4х3,5 м с двойным остеклением.

По условиям задачи помещение расположено в третьем световом поясе. Точность зрительной работы персонала – высокая.

Нормированное значение КПО – 2%.

Окна ориентированы на север, они обеспечивают КЕО не менее 1,5%.

Для обеспечения КПО 2% необходимо наличие в помещении трех окон общей площадью 42 кв.м.

Искусственный свет

Дано помещение с геометрическими размерами 8х6х3,5 м. Нормируемая освещенность для данного производства – 300 лк.

Напряжение в сети предприятия – 220 В, предполагается использовать светильники люминесцентные ЛПО (коэффициент использования светового потока – 49%). Отражательная способность:

  • потолка -0,7;
  • стен – 0,5;
  • рабочей поверхности – 0,3.

Коэффициенты:

  • запаса Кз = 1,75;
  • неравномерности освещения – 1,1.

Разряд зрительных работ, выполняемых персоналом в данном помещении – III.

Рабочая поверхность КРЛ размещена на высоте 0,8 м, высота свеса – 0,1 м.

Площадь участка составляет 48 кв. м.

Индекс помещения (S/(H1 – H2) (L+B) = 48/(3,5 – 0,8) (8 + 6) = 1,26

Коэффициент использования (в соответствии с коэф. отражения поверхностями и индексом помещения) составляет 51.

Количество светильников N = (500 х 48 х 100х1,75)/(51 х 4 х 1150) = 17,9

Округлив результат, получим необходимое количество светильников, равное 18 шт.

Расположение осветительных приборов и их количество

Светильники могут размещаться с учетом, либо без учета размещения рабочих мест.

Если выбирается за основу система равномерного освещения цеха, они располагаются высоко от рабочих поверхностей, могут оснащаться дополнительными отражателями. Поток света иногда направляется не только вниз, но и вверх или в стороны.

При организации комбинированного освещения местные светильники устанавливаются на каждом рабочем месте.

Световой поток от местного осветительного прибора не должен попадать в поле зрения работающего.

В качестве источника света в производственных помещениях могут использоваться лампы различных типов: люминесцентные (наиболее часто применяемые), газоразрядные, накаливания.

О характеристиках светового потока лампы накаливания читайте в статье.

Расчет люминесцентного освещения сводится к определению количества рядов светильников и их число в каждом ряду. При разработке проекта освещения с использованием прочих типов ламп (газоразрядных, накаливания) количество светильников известно, расчетом определяется мощность одной лампы.

Немного об экономике

Владельца предприятия волнует не только комфорт рабочего персонала: для него важно снизить при этом потребление электроэнергии. Достичь этой цели можно разными путями:

  • применить более мощные осветительные приборы, уменьшив за счет этого их количество;
  • использовать приборы с пониженным тепловыделением, что позволит сэкономить на кондиционировании цеха;
  • уменьшить затраты на обслуживание светильников. Сейчас на многих заводах практикуется единовременная замена всех источников света в цехе по мере приближения к завершению срока их службы.

Перспективным вариантом является применение светодиодных светильников. Промышленное светодиодное освещение отвечает всем требованиям энергосбережения, долговечны и не требуют текущего обслуживания.

Видео

Данное видео расскажет Вам как можно рассчитать освещение на производстве.

Поскольку от правильности расчета освещения производственного участка зависит в конечном итоге производительность персонала (не говоря о его здоровье), то данную работу должны выполнять опытные профессионалы. Самостоятельно рассчитать необходимое количество светильников, их мощность и определить рациональное размещение, не имея никакого опыта в этом вопросе, невозможно.

В производственных помещениях предприятия с постоянным пребыва­нием рабочих предусматривается искусственное освещение. При освещении производственных помещений, рабочих мест и других объек­тов используется как общее, так и комбинированное искусственное освещение.

Общее предназначено для освещения всего помещения. Поэтому светильники общего освещения обычно размещают в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования (общее локализованное).

Комбинированное освещение применяется, когда концентрируют световой поток непосредственно на рабочих местах.

При необходимости дополнительного освещения отдельных рабочих мест прибегают к устройству местного освещения, которое осуществляет­ся установкой светильников с люминесцентными лампами необходимого ис­полнения по защите от воздействия факторов окружающей среды, а при их отсутствии — светильников с лампами накаливания соответствующего испол­нения (табл. 3.120). Наиболее гигиеничным считается свет люминесцентных ламп, поскольку их спектр больше всех приближается к естественному.

Таблица 3.120 — Эксплуатационные группы светильников

Выбор светильников, соответствующих условиям среды и характеру технологического процесса, производится с учетом их светотехнических ха­рактеристик, конструктивного исполнения и экономической эффективности от работы проектируемой осветительной установки в зависимости от условий среды производственных помещений (табл. 3.121). Светильники должны также иметь рассеиватель или защитные решетки, исключающие выпадение ламп и их осколков в случае разрушения.

Таблица 3.121 — Группы твердости светотехнических материалов

Задачей расчета искусственного освещения является определение числа и мощности источников света на основе норм освещенности. Применяемые методы расчета искусственного освещения основаны на следующих принципах.

При использовании общего освещения вначале определяется установленная мощность, исходя из площади освещения и принятой удельной мощности, и затем с учетом коэффициента спроса — максимальной (активной) нагрузки.

Читайте также:  Ипакетине состав для кошек

Расчетная (активная) мощность ламп электрического освещения для создания заданной минимальной освещенности производственных помещений, рабочих мест и других объектов определяется методом удельной мощности с применением коэф­фициента спроса. Под удельной мощностью понимается отношение суммарной мощности установленных ламп к единой освещаемой площади:

где W — удельная мощность лампы, Вт/м 2 ;

Р — суммарная мощность установленных ламп, Вт;

S — единица освещаемой площади, м 2 .

Тогда мощность устанавливаемых ламп при площад и помещения S будет:

Значения удельной мощности при освещении лампами накаливания напряже­нием 220 В для наиболее типичных потребителей приведены в таблице 3.122.

Исходя из приведенных принципов, существует несколько методов расчета искусственного освещения:

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальной поверхности.

Точечный метод применяется для расчета местного и общего равно­мерного освещения при любом расположении освещаемой поверхности.

Таблица 3.122 — Удельные мощности при общем и комбинированном

Расчет по методу коэффициента использования светового потока с учетом от­ражающего от стены и потолка помещения производится по следующей зависимости:

Таблица 3.124 — Нормы освещенности помещений

Коэффициент использования светового потока (n) определяется в зави­симости от показателя (in), учитывающего форму помещения:

где Fc — световой поток одного осветительного прибора, лм (принимается по данным таблицы 3.123). По величине светового потока подбирают источники света с учетом их световой и электротехнической характеристики;

Ен — нормированная освещенность, лк (табл. 3.124);

Sn — площадь помещения, м 2 ;

Z — коэффициент минимальной освещенности (Z=Eср / Emin = 1,1. ..1,3);

К3 — коэффициент запаса (принимается равным К3 = 1,3.. .2,0); п — количество осветительных приборов (источников света); n — коэффициент использования светового потока на плоскости (зависит от индекса помещения in, типа осветительных приборов, отражение пола и потолка).

Количество осветительных приборов (источников света), необходимых для создания требуемой освещенности, определяется по формуле:

Значение освещенности Ен и система освещения выбираются в зависи­мости от характера работ в отделении (участке) или в зоне.

Таблица 3.123 — Величина светового потока осветительных приборов

где hCB — высота подвеса осветительных приборов над освещаемой поверхно­стью (выбирается в зависимости от высоты помещения), м; а, b — соответственно ширина и высота помещения, м.

Полученные расчетом значения in округляют до 0,5 если in 5. Значения коэффициента использования светового потока nи в за­висимости от in приведены в таблице 3.125.

Таблица 3.125 — Значения nи в зависимости от in

Для искусственного освещения устанавливаются газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные высокого давления, металлогалогенные, натрие­вые). При этом удельная мощность ламп зависит от нормируемой освещен­ности, площади помещения, высоты подвеса, коэффициента запаса и коэф­фициента отражения от потолка. Примерные значения удельной мощности (коэффициент запаса — 1,5; коэффициент отражения потолка и стен соответ­ственно — 0,5 и 0,3) представлены в таблице 3.126.

Таблица 3.126 — Значения удельной мощности осветительных установок

При использовании ламп накаливания значение удельной мощности увеличивается на 10. 20 %. Марка и типы ламп определяются по таблице 3.127.

Таблица 3.127 — Виды осветительных ламп

При освещении комбинированным светом в такой же последовательно­сти определяется максимальная нагрузка от общего света. Нагрузка от мест­ного освещения подсчитывается по количеству рабочих мест, требующих ме­стного освещения, принятой мощности на одно рабочее место и коэффици­ента спроса.

Годовой расход электроэнергии при комбинированном освещении, Wг, кВт*ч, определяется путем сложения активных нагрузок от местного и обще­го освещений по формуле (3.191).

Пример ЗЛО. Рассчитать электрическое освещение светильниками с лампами накаливания столярного участка мастерской. Размеры помещения а х Ь х h =12 х 9 х 4,5 м. Коэффициенты отражения потолка, стен и пола соот­ветственно: рпт = 0,5; рст — 0,3; рп = 0,1.

Решение. В зависимости от характера технологического процесса дан­ный цех относится к категории В — пожароопасный, класс пожарной опасно­сти П-П. По опасности поражения людей электрическим током цех относится ко второму классу — помещениям с повышенной опасностью.

В соответствии с условиями внутренней среды и характеристикой зри­тельной работы выберем светильники «Универсаль» без затенителя в пыле­защищенном исполнении, оснащенные лампами накаливания. Применение в цехе светильников с люминесцентными лампами недопустимо, поскольку в нем установлены станки с вращающимися деталями. Выберем провод марки АППВ при условии его закрытой прокладки в строительных конструкциях.

По наименьшим размерам объектов, контрасту объекта различения с фоном и характеристике фона назначим общую систему освещения. Примем минимальную освещенность Ен = 200 лк, коэффициент запаса, характери­зующий запыленность и задымленность помещения, К3 = 1,3.

При нахождении рабочей поверхности на расстоянии 1 м от пола при­мем высоту расположения светильников над уровнем рабочей поверхности hCB = 2 м.

В зависимости от выбранного типа светильника определим наивыгод­нейшее отношение расстояния между светильниками (LCB) к высоте их подве­са (hСВ):

Общее число рядов светильников по ширине:

С учетом этого отношения расстояние между светильниками:

Расстояние от стены до первого ряда светильников при условии, что рабочие места у стен отсутствуют:

Расстояние между крайними рядами светильников по ширине помеще­ния:

где b — ширина помещения, м.

Число рядов светильников, которые можно расположить между край­ними рядами по ширине помещения:

Расстояние между крайними рядами светильников по длине помеще­ния:

где а — длина помещения, м.

Число рядов светильников, которые можно расположить между край­ними рядами по длине помещения:

Общее число рядов светильников по длине:

Общее число устанавливаемых в помещении светильников:

Определим показатель формы помещения из выражения (3.323):

Комментировать
1 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector