Коэффициент использования светового потока ламп как найти

При расчете по методу коэффициента использования потребный поток ламп в каждом светильнике Ф находится по формуле

где Е — заданная минимальная освещенность, лк; k — коэффициент запаса; S — освещаемая площадь, м2; z — отношение Еср:Емин; N — число светильников (как правило, намечаемое до расчета); η — коэффициент использования в долях единицы.
В таких помещениях, как конторы, чертежные и некоторые другие, где положение работающего строго фиксировано и создает частичное затенение, следует вводить в знаменатель формулы (5-1) коэффициент затенения около 0,8, но пока это еще не общепринято.

По Ф выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф больше чем на -10…+20% . При невозможности выбора с таким приближением корректируется N. При однозначно заданном Ф (люминесцентные светильники, предназначенные для определенных ламп, маломощные светильники, использование которых целесообразно с лампами наибольшей возможной мощности) формула решается относительно N. При всех заданных других величинах формула может быть использована для определения ожидаемой Е.
При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов и, которое подставляется в (5-1) вместо N. Тогда под Ф следует подразумевать поток ламп одного ряда.
При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф1 может иметь всего 2-3 различных значения. Число светильников в ряду N определяется, как

Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
а. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных и т. д. светильников.
б. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается устройством непрерывного ряда светильников.
в. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами λ между светильниками.
Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.
Рекомендуется, чтобы λ не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
Входящий в (5-1) коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L:h), с увеличением которого сверх рекомендуемых значений z резко возрастает. При L:h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящих линий. Для отраженного освещения можно считать z=1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.
Для определения коэффициента использования η находится индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка — , стен — , расчетной поверхности или пола — (см. табл. 5-1).

Таблица 5-1 Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Характер отражающей поверхности	Коэффициент отражения, %
Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами	70
Побеленные стены при незавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок	50
Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями	30
Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич не оштукатуренный; стены с темными обоями	10

Индекс находится по формуле

где А — длина помещения; В — его ширина; h — расчетная высота.
Для помещений практически неограниченной длины можно считать i=B/h.
Для упрощения определения i служит табл. 5-2. В одной из трех верхних строк, в зависимости от глазомерно оцениваемого отношения А:В, находится значение h, ближайшее к заданному; движением вида но столбцу находятся два значения площади, между которыми заключено заданное значение, и движением вправо до столбца «индексы» находится значение i.
Например, если А=20 м, В=10 м и h=4,3 м,то для интервала А:В=1,5…2,5, двигаясь вправо между значениями S=157 м2 и S=219 м2, находим i=1,5.
Во всех случаях i округляется до ближайших табличных значений; при i> 5 учитывается i = 5.
Значения коэффициентов использования для светильников с лампами накаливания (для примера) приводится в табл. 5-3.

Таблица 5-2 Таблица для определения индекса помещения

Таблица 5-3 Коэффициенты использования светового потока. Светильники с лампами накаливания

Так как число типоразмеров светильников для люминесцентных ламп за последние годы во много раз возросло, представилось невозможным давать для каждого светильника отдельную таблицу. Светильники со сходными светотехническими характеристиками объединены в группы, для каждой из которых даны усредненные значения коэффициентов использования.
Приводимые таблицы коэффициентов использования не охватывают всей номенклатуры светильников. При необходимости более точного определения коэффициентов использования следует пользоваться методом их расчета, изложенным в разделе.
В большинстве случаев, в особенности для светильников для общественных зданий, достаточен приближенный расчет h с помощью табл. 5-19 и 5-20, выполняемый по схеме: по форме кривой силы света в нижней полусфере определяется ее тип: пo каталожным данным светильника определяются, в процентах от потока лампы, потоки нижней (Ф1) верхней (Ф2) полусфер; первый умножается на значение коэффициента использования по табл. 5-19, второй — по табл. 5-20; сумма произведений дает общий полезный поток, делением которого на поток лампы обычно 1000 лм) находится коэффициент использования.

Пример 1. Определить коэффициент использования при i = 1,5, подвесного светильника. По каталогу завода Ф1=0,64 и Ф2=0,80-0,64=0,16.
Кривая силы света в нижней полусфере по форме наиболее близка к кривой Д.
Пользуясь таблицами, находим

Пример 2. В помещении, для которого выше определен индекс, установлено 12 светильников ППР и требуется обеспечить Е=30 лк при k=1,5. Задано .
При указанных данных и i=1,5 по табл. (как таб. 5-3) находим η=0,32, откуда

Выбираем лампу 200 Вт, 2800 лм.

Пример 3. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛДОР с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е=300 лк при k=1,5. В табл. (как таб. 5-3) находим η=0,44. Поток ламп одного ряда

Если принять светильники с лампами 2Х40 Вт (с общим потоком 5700 лм), то в ряду необходимо установить 75 000:5700 = 13 светильников; светильники с лампами 2 X 80 Вт (с потоком 9920) — 8 светильников. Так как длина ряда около 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в ряд.
Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше.

Таблица 5-19 Коэффициенты использования светового потока светильников с типовыми кривыми силы света, излучаемого в нижнюю полусферу

Таблица 5-20 Коэффициенты использования светового потока светильников (любого типа), излучаемого в верхнюю полусферу

Освещение – важная часть жилого или производственного помещения, не только с точки зрения дизайна, но и с точки зрения пользы для человека. Метод коэффициента использования светового потока – это способ расчета системы освещения. Расчет нужно производить заблаговременно, его результаты повлияют на конечный вид помещения, электрические схемы осветительной части, расположение и количество источников света. Давайте рассмотрим, как им пользоваться и что это вообще такое!

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:

1. Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
2. Определить количество необходимого света.
3. Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
4. Определиться с типом и количеством светильников.
5. От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
6. Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
7. Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.

Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.

Производственное освещение. Расчет искусственного освещения

На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия.

Например:

Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).

Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.

Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.

Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.

Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.

к содержанию ↑

Метод расчета освещенности

Норма освещенности выбирается согласно СНиП II-4-79, на нее влияют:

• характеристика зрительной работы;
• размер деталей, с которыми работает человек на своем рабочем месте;
• цвет детали, ее контраст с фоном (например, цветом рабочего стола);
• цвет фона (темный, средний, светлый).

На основании этого определяют освещенность в люксах (Лк). На упаковке от лампы вы могли видеть такую характеристику, как световой поток, он указан в люменах (Лм), так вот 1 Лк, это 1 люмен на 1 м2.

Отсюда следует, что чем больше площадь, тем больше люменов от светильника нам нужно. Кроме площади, на это влияет и высота подвеса источника света, и цвет потолка и стен. Здесь действует правило обратных квадратов – при увеличении расстояния в 2 раза, освещенность падает в 4 раза. Энергия света распределена по поверхности сферы. То есть по квадрату радиуса.

Темный потолок и стены плохо отражают свет, это ведет к увеличению количества светильников, позже мы убедимся в этом исходя из приведенных формул.

Обозначения:

• ЛН – лампа накаливания;
• ЛЛ – люминесцентная;
• LED – светодиодная;
• ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
• ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
• ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.

Первая формула выглядит так:

Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η)

Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.

Вторая формула помогает найти количество светильников для обеспечения светового потока и освещенности:

N=(Emin*k*S*Z)/(Ф*N*n)

• Ф – это количество Люмен или световой поток.
• Emin – минимальная освещенность, нормированная величина, о которой мы сказали в начале этого раздела;
• k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1. Вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных);
• S – площадь освещаемого пространства;
• Z – Коэффициент неравномерности освещения, для ЛЛ – 1,15, для остальных – 1,1;
• N – количество светильников;
• n – количество ламп в светильнике;
• η – коэффициент использования светового потока.

Рассчитать сколько всего мощности потребляют все светильники можно по простой формуле:

Pобщ=Pлампы*N*n

Порядок действий при расчете:

1. Определить схему освещения.
2. На основании указанных выше норм и правил определить нормированную освещенность.
3. Выбрать тип источников света.
4. Выбрать тип светильников.
5. Проанализировать условия работы светильников и определить k и Z на основании анализа.
6. В соответствии с покрытием стен и потолка, оценить коэффициент отражения поверхностей (r).
7. Индекс помещения i.
8. Вычислить η.
9. Рассчитать N и Ф.
10. Выполнить схему расположения источников света с указанием типа светильников, ламп, их количества, которые обеспечат Emin.

После того как вы определили нормы освещенности, нужно выбрать тип ламп в зависимости от удобства обслуживания и надежности работы в конкретных условиях, а также по количеству люмен на 1 Вт мощности. Лампы накаливания выдают 7–20 лм/Вт, люминесцентные – около 75 лм/Вт, светодиодные – 100 лм/Вт, ДРЛ – 90 лм/Вт.

Коэффициент запаса k

На самом деле коэффициент снижения светового потока k зависит в большей степени не от типа используемых ламп, а от условий окружающей среды.

Коэффициент неравномерности Z

Коэффициент неравномерности Z зависит от симметричности расположения светильников, как отношения L/h (расстояние между светильниками/высота подвеса)

h=H-hсв-hр,

где H – высота потолка, hсв – высота от потолка до нижней части светильника, hр – высота от пола до освещаемой плоскости (станка, рабочего стола и пр.), например, для светильников, расположенных по углам прямоугольника Z находится в пределах от 1,4 до 2, в шахматном порядке – 1,7–2,5. Если светильники расположены в ряд можно использовать те значения, что даны в описании формулы. При общей схеме освещения на потолке расположено достаточно много светильников, что может слепить персонал, поэтому такую схему рекомендуется применять, если есть возможность подвеса источников света на высоте 2,5 и выше.

Коэффициент использования светового потока

Коэффициент использования светового потока, зависит как от цвета стен и потолка (коэффициент отражения света) в таблице это вторая и третья строки (рП и рС), так и от формы излучения светильников (первый ряд в таблице). Форму излучения можно узнать из технической документации к конкретному прибору или сравнить со схематическими изображениями типовых пучков света. В итоге определяется по таблице:

Как вы могли заметить, нам осталось определить i – индекс помещения. Это вычислить ее можно по формуле:

i= (AB)/(h*(A+B)),

где A и B – длина и ширина помещения, h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

к содержанию ↑

Пример расчета

Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3

Тогда:

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м.

Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы

Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6

Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.

Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:

Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.

Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:

Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.

Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:

A=10, B=20

L0=4,6м,

(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.

Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:

(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.

Индекс помещения:

I=(10*20)/2,9*(10+20)=2,29

Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6

Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.

Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.

Предыдущая

ОсвещениеМетоды измерения светового потока

Следующая

ОсвещениеКак организовать освещение в ванной комнате

Метод коэффициента использования
светового потока применяется для расчета
общего освещения горизонтальной рабочей
поверхности с учетом света, отраженного
стенами и потолком, и дает возможность
определить световой поток ламп,
необходимый для создания заданной (чаще
всего нормированной) освещенности.

Основное уравнение метода:

(2.1)

где F – световой поток лампы, лм;

E_Н – минимальная
нормируемая освещенность (определяется
по СниП 23-05-95(2003) «Естественное и
искусственное освещение»);

S – площадь помещения, м²;

К – коэффициент запаса, учитывающий
снижение освещенности вследствие
старения ламп, запыления и загрязнения
светильников (К=1,2…1,5);

Z – отношение средней освещенности
к минимальной (для люминесцентных ламп
принимается Z = 1,1);

N – число светильников, шт.;

n – число ламп в
светильнике;

h – коэффициент
использования светового потока (в
процентах %), т.е. отношение потока,
падающего на расчетную поверхность, к
суммарному потоку всех ламп. Коэффициент
использования светового потока
определяется в зависимости от величины
индекса помещения i, коэффициентов
отражения потолка и стен r_П
и r_С, (см. таблицу
2.2).

Индекс помещения i определяется по
выражению:

(2.2)

где h_п – расчетная
высота подвеса светильника над рабочей
поверхностью, м;

a и b – основные размеры (длина
и ширина) помещения, м.

Порядок выполнения задания. Занятие
носит проектный характер. Для расчета
задаются числом светильников N
в соответствии с размерами помещения
и условия равномерности освещения (на
4 м² принято размещать 1 светильник).

Затем из таблицы нормативов по СниП
23-05-95 (2003) определяют значение требуемой
освещенности (Приложение В табл. В.1 в
зависимости от разряда и подразряда
зрительной работы (столб. №9). Затем по
формуле (2.1) подсчитывают требуемый
световой поток лампы. После этого по
таблице 2.3 подбирают ближайшую стандартную
лампу, обеспечивающую рассчитанный
световой поток.

Значения коэффициента использования
светового потока (h,
%) определяют по таблице 2.2 и находят
на пересечении соответствующих строк
(значения индекса помещения i,
рассчитанного по выражению (2.2)) и
столбцов (коэффициенты отражения r_П,
r_С
(заданы в условиях задачи).

После выбора лампы необходимо найти
отклонение рассчитанного значения
светового потока от фактического. На
практике допускаются отклонения
светового потока выбранной лампы от
расчетного до -10% и +20%. Если величина
отклонения не попадает в допустимый
диапазон, значит необходимо задаться
другим числом светильников и повторить
расчет.

Задание для самостоятельной работы

Произвести расчет искусственного общего
(люминесцентного) освещения методом
коэффициента использования светового
потока в помещении, где проводятся
работы, соответствующие разряду X
зрительных работ. Размеры помещения:
длина a м, ширина b м,
высота подвеса светильника h_п
м, коэффициенты отражения стен и потолка
r_с
и r_п
соответственно равны 50% и 70%.
Принять коэффициент запаса К=1,3,
коэффициент неравномерности Z=1,1.
Число ламп в светильнике n
равно 2. Длина рекомендуемого
светильника серии ЛСПО1, рассчитанного
на две люминесцентные лампы равна 1,536
м.

Данные для расчета приведены в таблице
2.1. Нормируемые значения показателей
освещения приведены в таблице В.1
Приложения В.

Таблица 2.1

Данные для расчета искусственного
освещения по вариантам

№ вар.	Разряд зрительной работы Х	Длина помещения a	Ширина помещения b	Высота подвеса светильника hп
1	I – наивысшей точности (Iв)	8	5	2,15
2	II – очень высокой точности (IIв)	4	3	3
3	IV – средней точности (IVа)	5	4	3
4	V – малой точности (Vб)	6	5	3,5
5	VI – очень малой точности	7	5	3,5
6	III – высокой точности (IIIг)	8	6	4
7	I – наивысшей точности (Iв)	9	8	4
8	I – наивысшей точности (Iв)	10	7	5
9	VI – очень малой точности	11	8	5
10	IV – средней точности (IVа)	14	12	5,5
11	II – очень высокой точности (IIв)	16	13	6
12	III – высокой точности (IIIг)	18	14	6
13	V – малой точности (Vб)	20	15	7
14	IV – средней точности (IVа)	22	16	7
15	I – наивысшей точности (Iв)	24	17	8
16	III – высокой точности (IIIг)	6	5	3
17	VI – очень малой точности	7	4	4
18	IV – средней точности (IVа)	15	10	6
19	III – высокой точности (IIIг)	12	12	5,5
20	II – очень высокой точности (IIв)	6	3	3,15
21	III – высокой точности (IIIг)	8	7,5	2,5
22	VI – очень малой точности	9,5	6	3,15
23	V – малой точности (Vб)	7	6	5,5
24	IV – средней точности (IVа)	4	4	4
25	III – высокой точности (IIIг)	6	5	2,5
26	I – наивысшей точности (Iв)	7	5,5	3
27	V – малой точности (Vб)	8,5	3	4,5
28	IV – средней точности (IVа)	6	5	3
29	III – высокой точности (IIIг)	14	12	4,5
30	II – очень высокой точности (IIв)	12	12	3,5

Таблица 2.2

Значения коэффициента использования
светового потока

для светильника ЛСПО1-2Х150-13

Таблица 2.3

Характеристики люминисцентных ламп

Тип Лампы	Мощность, Вт	Напряжение на лампе, В	Ток лампы, А	Световой поток, лм
ЛДП30-4 ЛД30-4 ЛХБ30-4 ЛМ30-4 ЛБ30-4	30	104	0,36	1375 1560 1605 1635 1995
ЛДВ40-4 ЛБ40-4 ЛХВ40-4 ЛД40-4 ХХВП40-1	40	103	0,43	1995 2225 2470 2450 2000
ЛПД65-4 ЛД65-4 ЛХБ-4 ЛБ65-4	65	110	0,67	2900 3390 3630 3780
ЛД60-4 ЛТВ80-4 ЛБ80-4	80	102	0,81	3380 3865 4220

Пример расчета:

Произвести расчет искусственного общего
(люминесцентного) освещения методом
коэффициента использования светового
потока в помещении, где проводятся
работы, соответствующие разряду Iв
зрительных работ. Размеры помещения:
длина 6 м, ширина 8 м,
высота подвеса светильника 3 м,
коэффициенты отражения стен и потолка
r_с
и r_п
соответственно равны 50% и 50%.
Принять коэффициент запаса К=1,3,
коэффициент неравномерности Z=1,1.
Число ламп в светильнике n
равно 2.

Решение:

Световой поток лампы рассчитываем по
формуле (2.1):

где F – световой поток лампы, лм;

E_Н – минимальная
нормируемая освещенность (по СниП
23-05-95(2003) для Iв
разряда зрительных работ E_Н=600
лк (табл. В.1 Прил. В, столбец 9);

S – площадь помещения, м² (S=48
м²);

К – коэффициент запаса, учитывающий
снижение освещенности вследствие
старения ламп, запыления и загрязнения
светильников (К=1,3);

Z – отношение средней освещенности
к минимальной (Z = 1,1);

N – число светильников, шт.;

n – число ламп в
светильнике (n=2);

h – коэффициент
использования светового потока, %.

Определим необходимое количество
светильников из условия: на 4 м²
принято размещать 1 светильник:
N=S/4=48/4=12
шт.

Для определения коэффициента использования
светового потока h,
рассчитаем индекс помещения i по
формуле (2.2):

,

где h_п – расчетная
высота подвеса светильника над рабочей
поверхностью, м (h_п=3 м);

a и b – основные размеры (длина
и ширина) помещения, м (a=6 м и b=8
м).

Тогда

Коэффициент использования светового
потока h определяем
по таблице 2.2 в зависимости от величины
индекса помещения i=1,1, коэффициентов
отражения потолка и стен (r_П=50%
и r_С=50%):

h = 41%.

Таким образом, световой поток лампы F,
лм составит:

.

По таблице 2.3 выбираем лампу, имеющую
световой поток, ближайший к рассчитанному
значению. Это лампа типа ЛБ80-4 (F_л=4220
лм).

Найдем величину отклонения фактического
значения светового потока лампы типа
ЛБ80-4 (F_ф) от
рассчитанного (F_р):

Поскольку величина ΔF
попадает в допустимый диапазон (-10%
+20%), следовательно, лампа выбрана верно.

Вывод: таким образом, для освещения
помещения площадью 48 м², где
осуществляются зрительные работы,
соответствующие разряду Iв,
в нем необходимо разместить 12 светильников
по 2 лампы типа ЛБ80-4 в каждом.

Приложение А

Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный
технический университет»

Кафедра «Безопасность производства и
промышленная экология»

Расчетно-графическая
работа по дисциплине

«Безопасность
жизнедеятельности»

Вариант № ___

Выполнил: студент гр._____

____________________ФИО

Проверил: Зельдова А.И.

Уфа 2011

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Таблица В.1

Нормируемые величины освещенности и
сочетания нормируемых величин показателя
ослепленности и коэффициента пульсации
для производственных помещений (СНиП
23-05-95 (2003))

Характе-ристика зрительной работы	Наиме-ньший или эквива-лентный размер объекта разли-чения, мм	Разряд зрите-льной работы	Под-разряд зрите- льной работы	Кон-траст объекта с фоном	Харак-терис-тика фона	Искусственное освещение	Естественное освещение	Совмещенное освещение
Освещенность, лк	Сочетание нормиру-емых величин показа-теля ослеплен-ности и коэф. пульсации	КЕО, еН, %
при системе комбниро-ванного освещения	при системе общего осве-щения	при верх-нем или комби-ниро-ванном осве-щении	при боко-вом осве-щении	при верх-нем или комби-нниро- ванном осве-щении	при боко-вом осве-щении
всего	в т.ч. от обще-го	Р	Кп, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
наивысшей точности	менее 0,15	I	А	мал.	темн.	5000 4500	500 500	– –	20 10	10 10	–	–	6,0	2,0
Б	мал. сред.	сред. темн.	4000 3500	400 400	1250 1000	20 10	10 10
В	мал. сред. бол.	светл. сред. темн.	2500 2000	300 200	750 600	20 10	10 10

Продолжение таблицы
В.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
			Г	сред. бол. бол.	светл. светл. сред.	1500 1250	200 200	400 300	20 10	10 10
очень высокой точности	от 0,15 до 0,30	II	А	мал.	темн.	4000 3500	400 400	– –	20 10	10 10	–	–	4,2	1,5
б	мал. сред.	сред. темн.	3000 2500	300 300	750 600	20 10	10 10
В	мал. сред. бол.	светл. сред. темн.	2000 1500	200 200	500 400	20 10	10 10
Г	сред. бол. бол.	светл. светл. сред.	1000 750	200 200	300 200	20 10	10 10
высокой точности	от 0,30 до 0,50	III	А	мал.	темн.	2000 1500	200 200	500 400	40 20	15 15	–	–	3,0	1,2
Б	мал. сред.	сред. темн.	1000 750	200 200	300 200	40 20	15 15
В	мал. сред. бол.	светл. сред. темн.	750 600	200 200	300 200	40 20	15 15
Г	сред. бол. бол.	светл. светл. сред.	400	200	200	40	15

Продолжение таблицы
В.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
средней точности	св. 0,5 до 1,0	IV	А	мал.	темн.	750	200	300	40	20	4	1,5	2,4	0,9
Б	мал. сред.	сред. темн.	500	200	200	40	20
В	мал. сред. бол.	светл. сред. темн.	400	200	200	40	20
Г	сред. бол. бол.	светл. светл. сред	–	–	200	40	20
малой точности	св. 1 до 5	V	А	мал.	темн.	400	200	300	40	20	3	1	1,8	0,6
Б	мал. сред.	сред. темн.	–	–	200	40	20
В	мал. сред. бол.	светл. сред. темн.	–	–	200	40	20
Г	сред. бол. бол.	светл. светл. сред.	–	–	200	40	20
грубая (очень малой точности)	более 5	VI		независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	200	40	20	3	1	1,8	0,6

Продолжение таблицы
В.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
работа со светящи-мися материа-лами и изделиями в горячих цехах	более 0,5	VII		независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	200	40	20	3	1	1,8	0,6
общее наблюде-ние за ходом производ-ственного процесса: постоянное		VIII	А	независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	200	40	20	3	1	1,8	0,6
периодиче-ское при постоян-ном пребыва-нии людей в помеще-нии	Б	независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	75	–	–	1	0,3	0,7	0,2

Окончание таблицы
В.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
периоди-ческое при периоди-ческом пребыва-нии людей в помеще-нии			В	независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	50	–	–	0,7	0,2	0,5	0,2
общее наблюде-ние за инженер-ными коммуни-кациями	г	независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном	–	–	20	–	–	0,3	0,1	0,2	0,1

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

В процессе выполнения расчетной части необходимо:

а) выбрать систему освещения, источник света, тип светильника для заданного участка или рабочего помещения;

б) произвести расчет общего освещения рабочего помещения.

Цель расчета общего освещения — определить количество светильников необходимых для обеспечения Еmin и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности. Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:

или количество светильников:

где Еmin — минимальная нормированная освещенность, лк;
k — коэффициент запаса (для ламп накаливания k=1,15, для люминесцентных и ламп ДРЛ, ДРИ И ДНаТ k=1,3);
S — освещаемая площадь, м2;
Z — коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения)(при расчете освещения от светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, и ДНаТ Z = 1,15, слюминесцентными лампами Z = 1,1);
N — число светильников;
n — число ламп в светильнике;
h — коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Мощность осветительной установки Р определяется из выражения:

где Рi — потребляемая мощность одной лампы, кВт.

Рекомендуемый алгоритм расчета

Расчет общего освещения рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Выбрать систему освещения.
2. Обосновать нормированную освещенность на рабочих местах заданного объекта.
3. Выбрать экономичный источник света.
4. Выбрать рациональный тип светильника.
5. Оценить коэффициент запаса освещенности, k, и коэффициент неравномерности освещения, Z.
6. Оценить коэффициенты отражения поверхностей в помещении (потолка, стен, пола), r.
7. Рассчитать индекс помещения i.
8. Найти коэффициент использования светового потока, h.
9. Рассчитать требуемое количество светильников, N, или световой поток лампы, Фл, которые необходимы для обеспечения на объекте требуемой освещенности Еmin.
10. Выполнить эскиз расположения светильников на плане помещения с указанием размеров.

Принципы выбора основных элементов, необходимых для расчета

Выбор системы освещения

В настоящей работе рассматривается только рабочее освещение, которое может быть общим и комбинированным. Устройство в производственных помещениях только местного освещения запрещено.

Выбор системы освещения зависит, прежде всего, от такого важнейшего фактора, как точность выполняемых зрительных работ (наименьший размер объекта различения), согласно действующим нормам при выполнении работ I — IV разрядов следует применять систему комбинированного освещения. В механических, инструментальных, сборочных и др., как правило, применяют систему комбинированного освещения. В литейных, гальванических и т.п. цехах — систему общего освещения.

Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности.

Выбор нормированной освещенности

Количественные и качественные показатели искусственного освещения определяют согласно действующим нормам [1].

В качестве количественной характеристики освещенности принята наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin, которая зависит от разряда зрительных работ, фона и контраста объекта с фоном и системы освещения.. Разряд зрительных работ определяется минимальным размером объекта различения, т.е. размером предмета, его части или дефекта на нем, которые необходимо обнаружить или различить в процессе производственной деятельности.

Качественные показатели освещения (коэффициент пульсации и показатель ослепления) в данной работе не рассматриваются.

Можно принять значение Еmin для точных работ III разряда 300-500 лк, для средней точности IV разряд 150 -300 лк, для работ малой точности V разряд 100 -150 лк. Меньшее значение освещенности в каждом разряде для светлого фона и большого контраста, большее для темного фона и малого контраста. В табл. 3 приложения приведены значения Emin для всех разрядов зрительных работ и различных контрастов.

Выбор источников света

Определяющими параметрами при выборе экономичного источника света являются строительные параметры, архитектурно — планировочное решение, состояние воздушной среды, вопросы дизайна и экономические соображения.

Проектируя освещение, конструктор всегда принимает компромиссное решение.

Общие рекомендации приведены в литературе [2 ].

Лампы накаливания — малоэкономичны, имеют светоодачу 7 -26 лм/Вт, они имеют искаженный спектр излучения, при работе сильно нагреваются. Но, с другой стороны они имеют низкую стоимость, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы для помещений с временным пребыванием людей, бытовых помещений и др.

Основным достоинством люминесцентных ламп их высокая светоодача, до 75 лм/Вт и срок службы до 10000 ч, хорошая цветопередача, низкая температура. Хотя они дорогие, требуют специалистов для их обслуживания, имеют сложную пусковую аппаратуру, иногда шумят, мигают, при их утилизации возникают проблемы.

В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы.

В производственных помещениях высотой до 7 — 12 м целесообразно применять лампы типа ДРЛ, т.к. они более мощные и имеют большую светоодачу до 90 лм/Вт.

Перспективными являются металлогалогеновые лампы высокого давления типа МГЛ.

Окончательный выбор источника света должен осуществляться одновременно с выбором типа светильника, частью которого он является.

Выбор светильника

Выбор светильников общего освещения производится на основе учета светотехнических, экономических требований, условий воздушной среды. Существует классификация светильников по светораспределению: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.

Кроме этого существуют светильники с различными кривыми силы света: концентрированной, глубокой, косинусной, полу широкой, широкой, равномерной и синусной.

Согласно ГОСТ 14254-69 светильники классифицируют по степени защиты от пыли, воды и взрыва.

По конструктивному исполнению согласно [1] различают 7 эксплутационных групп светильников. Ввиду чрезвычайного разнообразия светильников конкретный выбор светильника должен решаться совместно со специалистами по энергетике, экономистами, дизайнерами и с учетом требований по охране труда, или обратиться к специальной справочной литературе [2] и [3].

Коэффициент запаса

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.

Таблица Значения коэффициента k

Помещения	Примеры помещений	Коэффициент запаса k
Газоразрядные лампы	Лампы накаливания
Запыленность свыше    5 мг/м3	Цементные заводы, литейные цеха и т. п.	2	1,7
Дым, копоть 1-5 мг/м3	Кузнечные, сварочные цеха и т. п.	1,8	1,5
Менее 1 мг/м3	Инструментальные, сборочные цеха	1,5	1,3
Значительная концентрация паров кислот и щелочей	Цеха химических заводов, гальванические цеха	1,8	1,5
Запыленность значительно менее 1 мг/м3, отсутствие паров кислот и щелочей	Жилые, административные и офисные и т.п. помещения	1,2	1,1

Коэффициент минимальной освещенности Z

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных, точное его определение затруднительно, но в наибольшей степени он зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

Выбирают способ размещения светильников, который может быть симметричным или локализованным. При симметричном размещении светильники располагаются как вдоль, так и поперек помещения на одинаковом расстоянии, по углам прямоугольника или в шахматном порядке. Симметричное размещение светильников обеспечивает одинаковое освещение оборудования, станков, рабочих мест и проходов, но требует большого расхода электроэнергии. При локализованном расположении светильники размещают с учетом местонахождения станков, машин, оборудования, мест контроля и рабочих мест. Такое расположение светильников, сокращающее расход электроэнергии, применяют в цехах с несимметричным размещением оборудования.

Далее определяют отношение расстояния между светильниками L к высоте их подвеса h. В зависимости от типа светильника это отношение  L / h при расположении светильников прямоугольником может быть принято равным 1,4-2,0, а при шахматном расположении -1,7-2,5.

Высота расположения светильника над освещаемой поверхностью

Hc=H — hcв — hp

где Н — общая высота помещения, м;

hcв — высота от потолка до нижней части светильника, м;

hр — высота от пола до освещаемой поверхности, м.

Чтобы уменьшить ослепляющее действие светильников общего освещения, высоту подвеса их над уровнем пола устанавливают не менее 2,5-4 м при лампах мощностью до 200 Вт и не менее 3-6 м при лампах большей мощности.

Потребное число светильников (ламп) n= S/L² (при La = Lb).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наивыгоднейшее отношение L / h, рекомендуется принимать Z = 1,1 для люминесцентных ламп и Z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ.

Рис. Схема расположения светильников в помещении

Коэффициент использования светового потока h

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Обычно для светлых административно- конторских помещений:

rп = 70%,
rс = 50%,
rр = 30%.

Для производственных помещений с незначительными пылевыделениями:

rп = 50%,
rс = 30%,
rр = 10%.

Для пыльных производственных помещений:

rп = 30%,
rс = 10%,
rр = 10%.

Индекс помещения i

Индекс помещения определяется по следующему выражению:

где А, В, h — длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

где H — геометрическая высота помещения;
hсв — свес светильника.

Обычно hсв = 0,2 …0,8 м;
hp — высота рабочей поверхности.
hp = 0,8 …1,0 м.

Коэффициент использования светового потока есть сложная функция, зависящая от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка стен и пола. Для наиболее распространенного светильника с люминесцентными лампами коэффициент h может быть определен из таблицы.

Промежуточные значения коэффициента использования находятся методом интерполяции.

Для сложных светильников этот коэффициент может быть найден в специальной справочной литературе [2], [3] и в приложении к настоящему методическому пособию.

При заданном Фл , т.е. известно какие лампы будут использоваться, находим N, т.е. сколько светильников надо применить.

При заданном N или n, определяем Фл. По найденному Фл выбирают ближайшую, стандартную лампу в пределах допусков — 10 ¸ +20 %.

Таблица Значение коэффициента использования h для светильников с люминесцентными лампами, %

I	rп , % 70 rс , % 50 rр , % 30	50 30 10	30 10 10
0,5	28	21	18
1,0	49	40	36
3,0	73	61	58
5,0	80	67	65

В таблице приведены расчетные значения светового потока наиболее распространенных источников светаФл

Таблица Расчетные значения светового потока наиболее распространенных источников света Фл.

Тип лампы	ФЛ, лм	Тип лампы	ФЛ, лм	Тип лампы	ФЛ, лм
ЛДЦ 40-4	1995	ЛДЦ80-4	3380	ДРЛ 80	3200
ЛД 40-4	2225	ЛД 80-4	3865	ДРЛ 250	11000
ЛХБ 40-4	2470	ЛХБ 80-4	4220	ДРЛ 1000	50000
ЛТБ 40-4	2450	ЛТБ 80-4	4300	ДРИ 250	18700
ЛБ 40-4	2850	ЛБ 80-4	4960	ДРИ 400	32000
ЛХБЦ 40-1	2000			ДРИ 1000	90000

Пример расчета помещения методом коэффициента использования

Пример. В помещении с малым выделением пыли, размерами А=21 м, В=12 м, H=4,2 м, hp=0,8 м и коэффициентами отражения потолка rп=50 %, стен rc=30 %, расчетной поверхности rр=10 % определить методом коэффициента использования светового потока освещение светильниками «Астра» с лампами накаливания для создания освещенности Е=50 лк.

Решение. В помещении с малым выделением пыли осветительную установку с лампами накаливания рассчитывают при коэффициенте запаса k=1,3. В светильнике «Астра» косинусное светораспределение. Поэтому оптимальное относительное расстояние между светильниками следует взять λ=1,6. Приняв высоту свеса светильников hcв=0,5 м, получим расчетную высоту

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м

и расстояние между светильниками

L=2,9 × 1,6=4,64 м.

Число рядов светильников в помещении

Nb=12/4,64=2,58.

Число светильников в ряду

Na=21/4,64=4,56.

Округляем эти числа до ближайших больших Na=5 и Nb=3.

Общее число светильников

N= Na × Nb=5 × 3=15.

Размещаем окончательно светильники.

По ширине помещения расстояние между рядами Lb=4,6 м, а расстояние от крайнего ряда до стены чуть больше 0,3L, а именно 1,4 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также La=4,6 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет

(21-4,64)/2=2,6/3=1,3 м.

Это составляет 0,28 L.

Индекс помещения

i=21 × 12/[2,9(21+12)]=252/(2,9 × 33)=2,63.

По справочнику выбираем коэффициент использования светового потока η=0,6. Так как расстояние между светильниками практически равно оптимальному, то принимаем коэффициент минимальной освещенности z=1,15. Определяем необходимый световой поток лампы

Фл = 50 × 1,15 × 252 × 1,3/(15 × 0,6) = 2093лм

Выбираем по таблице  ближайшую стандартную лампу Г215-225-150, имеющую поток Фл=2090 лм, что меньше расчетного значения на ΔФ=(2090-2093)100/2093= — 0,14 %.

Литература:

1. СНиП II — 4 — 79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.-М.: Стройиздат, 1980.- 48 с.
2. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздам, 1983.- 472 с.
3. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга.- М.: Энергия, 1976. — 384 с.

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.

z – коэффициент неравномерности освещения или минимальной освещенности, отношение Eср/Eмин. Eср определяют по СП 52.13330.2016, а Eмин (наименьшее значение освещенности в помещении). Согласно п. 7.9 СНиП 23-05-95*, значение z составляет 1,3 для работ I-III категории в случае применения люминесцентных ламп, 1,5 – для других источников света, а для работ IV-VII разрядов – 1,5 и 2,0 соответственно. Если светильники можно установить только на колоннах, стенах или площадках, то допускается принимать z, равное 3,0.

N – количество светильников. Рассчитывается на основе выбранной схемы освещения помещения по формуле N = R · LR.

Для начала необходимо определить число рядов светильников R:

R = (A – x)/L,

где A – ширина помещения, м;

x – расстояние от края помещения до светильников, м;

L – расстояние между лампами в рядах и между рядами, м.

L определяют, исходя из условий L/Hр=1,0 для люминесцентных ламп и L/Hр = 0,6 для ламп накаливания, ДРЛ и светодиодных светильников.

Hр здесь представляет собой расстояние от лампы до рабочей поверхности: Hр = H – (hс + hр), где H – высота помещения (м), hс – высота свеса лампы от потолка, hр – расстояние от рабочей поверхности до пола (м).

Число светильников в ряду LR определяют по формуле: LR = (B – y)/L, где B – длины помещения (м), y – расстояние от края ряда (м).

Ƞ – коэффициент использования светового потока (%). Отношение светового потока ламп к потоку, падающему на рабочую поверхность. Для определения коэффициента необходимо воспользоваться справочной литературой. Значения параметра приведены в таблице.