Задача №4.

Расчет естественной освещенности в производственном помещении.

Дано:

Разряд работы – 3

Длинна аппаратного зала А =15 м

Ширина аппаратного зала В = 10 м

Высота аппаратного зала h = 5 м

Высота окна h0 = 3,5 м

Расстояние от пола до подоконника h′ = 1,2 м

Высота рабочей поверхности над уровнем пола hраб = 1 м

Расстояние между противостоящими зданиями L = 45 м

Высота карниза противостоящего здания над уровнем подоконника рассматриваемого окна H = 30 м

Ширина окна b0 = 2 м

Коэффициенты отражения от пола, стен, потолка ρп = 10%, ρст = 50%, ρпт = 50%

Задание.

По исходным данным необходимо определить:

1.Площадь световых проемов в производственном помещении для обеспечения нормируемой освещенности (площадь остекления).

2.Число окон.

3. Размещение окон с целью обеспечения равномерности естественного освещения с учетом межоконного расстояния.

Сделать выводы по результатам расчетов.

Решение.

1.Расчет необходимой площади окон для создания нормируемой естественной освещенности в зале производится по формуле:

S0 = Sп* lmin* η0 /100*r0*r1

где Sп - площадь пола в производственном помещении.

lmin = 2 – минимальный коэффициент естественной освещенности.

η0 - коэффициент световой характеристики окна.

Определим следующие параметры:

а) параметр окна h1 – возвышение верхнего края окна над горизонтальной рабочей поверхностью.

h1 = h0 + h′ - hраб

h1 = 3,5 + 1,2 – 1 = 3,7 м

б) отношение длины помещения А к ширине В.

А/В = 15/10 = 1,5

в) отношение ширины помещения В к параметру окна h1.

В/h1 = 10/3,7 = 2,7

По полученным значениям находим η0 = 20

Найдем отношение расстояния L к высоте карниза противостоящего здания H.

L/H = 45/30 = 1,5

к = 1,2 - коэффициент, учитывающий затемнение окна противостоящим зданием.

r0 = 0,4 - коэффициент светопропускания в помещении категории Б.

Найдем средневзвешенный коэффициент отражения света от ограждающих поверхностей помещения ρср.

ρср = (ρп*Sп + ρст* Sст + ρпт* Sпт)/( Sп + Sст + Sпт)

где ρп = 10%, ρст = 50%, ρпт = 50% – коэффициенты отражения от пола, стен, потолка;

Sп, Sст, Sпт – площади пола, стен, потолка.

Sст = (А +В )*2*h = (15 + 10)*2*5 = 250 м²

Sп = Sпт = A*B = 15*10 = 150 м²

ρср=(ρп*Sп + ρст* Sст + ρпт* Sпт)/( Sп + Sст + Sпт)=(1500 + 12500 + 7500)/550=40%

r1 = 3 - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света при боковом естественном освещении.

Рассчитаем необходимую площадь окон:

S0 = Sп* lmin* η0 /100*r0*r1 = 150*2*20/100*0,4*3 = 50 м²

2.Находим количество окон n, необходимое для соблюдения естественной освещенности в производственном помещении.

Найдем площадь одного окна

S = h0*b0 = 3,5*2 = 7 м²

n = S0/S = 50/7 ≈ 7,142 = 7

3.В боковой стене по длине помещения размещаем 3 окна с межоконным промежутком b′:

b′ = (A – n*b0)/(n + 1) = (15 – 7*2)/8 = 0,125 м

Выводы:

По исходным данным мы рассчитали, что в производственном помещении нам нем необходимо установить 7 окна, общей площадью 50 м² с межоконным интервалом равным 0,125 м.

Ответы на контрольные вопросы:

1.Как нормируется естественная освещенность?

Естественное освещение нормируется СНИП II 4-79 в зависимости

от характеристики зрительной работы, наименьшего размера объекта различения, фона контраста объекта с фоном. Для естественного освещения нормируется коэффициент естественного освещения, причём для бокового освещения нормируется минимальное значение КЕО, а для верхнего и комбинированного - среднее значение.

Для каждого помещения строится кривая распределения КЕО и освещенности в

характерном разрезе помещения - фронтальная плоскость, проходящая по середине помещения перпендикулярно плоскости остекления. Измерение Е_{внутреннего} осуществляется на уровне 0. 8 м от уровня пола.

Естественное освещение характеризуется коэффициентом естественной освещенности (кео), выраженным в процентах:

, %

e – коэффициент естественной освещенности в точке М;

Ev – освещенность в точке М внутри помещения, освещаемой светом видимого через проем (окно) участка небосвода, лк;

En – одновременная наружная освещенность горизонтальной плоскости рассеянным светом небосвода, лк.

2.Какие виды естественного освещения вы знаете?

Естественное освещение подразделяется на:

— верхнее (через световые фонари в потолках, крышах, а так­же через проемы в местах высотных перепадов, смежных проле­тов здания);

— боковое (через окна);

— комбинированное (через окна в наружных стенах и свето­вые фонари).

3.Какие требования предъявляют к системам производственного освещения?

Естественное освещение зависит от времени года, дня, от географической широты местности, внутреннего устройства здания и окон, отражательных свойств поверхностей перед окнами, ширины улицы и других условий.

При проектировании и расчете естественного освещения за источник света принимают рассеянный свет небосвода, при этом прямое солнечное освещение не учитывается.

Для создания и сохранения хороших санитарно-гигиенических условий на предприятиях связи необходимо, чтобы все производственные, административные, конторские и бытовые помещения имели в световое время дня непосредственное естественное освещение. Замена естественного освещения искусственным допускается в исключительных случаях.

На предприятиях связи при расчете естественного освещения необходимо соблюдать следующие обязательные санитарные нормы соотношения площади окон помещения Fo к площади пола Fn:

- в административно-конторских и бытовых помещениях

- в производственных помещениях

Для помещения с боковым освещением установлен минимальный кео, а для помещений с верхним и комбинированным освещением – среднее значение кео в пределах рабочей зоны. Среднее значение кео в пределах рабочей зоны помещения определяется по формуле

Для оценки освещенности помещений с боковым освещением измеряют освещенность на наименее освещенных рабочих местах одновременно под открытым небом от рассеянного света небосвода. Отношение освещенности помещений к наружной, выраженное в процентах, должно соответствовать нормативному кео, т.е. е_{мин факт}>=е_{мин норм}

В помещениях с верхним и комбинированным освещением:

е_{ср факт}>=е_{ср норм}

Нормы естественного освещения производственных помещений установлены с учетом регулярной очистки стекол световых проемов. При незначительном выделении пыли, дыма, копоти стекла световых проемов очищают не реже двух раз в год, а в помещениях со значительными выделениями пыли, дыма, копоти – не реже четырех раз.

Покраска внутренних поверхностей должна быть преимущественно светлой и периодически возобновляться не реже одного раза в три года.

4.По каким параметрам определяется разряд работы?

Все работы в производственных помещениях подразделяются на шесть разрядов в зависимости от степени точности и размеров объектов различения. По условиям зрительной работы санитарны­ми нормами СН 245—63 для шести разрядов работ установлены кео, которые приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Нормированные значения кео в помещениях производственных зданий (расположенных севернее 45' и южнее 60° северной широты)

			Нормы кео. %
Разряд раб.	Виды работ по степени точности	Размеры предметов, которые необ­ходимо различать	при верхнем и комбинирован-ном освещении eср	при боко­вом освещении eмин
I	Особо точные работы	0,1 и менее	10	3,5
II	Работы высокой точности	от 0.1 до 0.3	7	2,0
III	Точные работы	от 0.3 до 1,0	5	1,5
IV	Работы малой точности	от 1.0 до 10	3	1,0
V	Грубые работы	более 10	2	0,5
VI	Работы, требующие общего наблюдения за ходом производственного процесса без выделения отдельных деталей	-	1	0,25

Проезды, проходы и т. п. в отношении норм требуемой осве­щенности приравниваются к производственным помещениям V раз­ряда. В производственных помещениях, предназначенных для обу­чения подростков (учащихся средних школ, технических училищ), разряды работ должны приниматься на одну ступень выше против указанных в табл. 7.1, за исключением помещений с первым разрядом работ. Нормированные значения кео, приведенные в табл. 7.1, должны умножаться на коэффициенты: 0,75—при расположении зданий южнее 45° северной широты и на 1,2 — при Расположении зданий севернее 60° северной широты.

В Дополнение к шести разрядам работ установлен VII разряд для искусственного освещения, ,к которому относятся работы с самосветящимися материалами или предметами.

5.Что характеризует «спектральная видность», в чем заключается ее особенность? Энергетические и фотометрические величины.

Световое излучение, проходящее через некоторую поверхность, можно характеризовать количеством энергии, переносимой э/м волной через эту поверхность за 1 с, т. е. мощность светового потока E(). Количественная оценка E() производится с помощью человеческого глаза по зрительному ощущению. Однако зрительное ощущение зависит не только от мощности излучения, но и от спектральной чувствительности глаза (от коэффициента видности). Другими словами, человеческий глаз световые потоки одинаковой мощности, но разной длины волны видит неодинаково. Наиболее чувствителен человеческий глаз к зеленым лучам с  =0,555 мкм. Поэтому самым ярким кажется источник зеленого света. Для того, чтобы красный свет ( =0,760 мкм) казался столь же ярким, как зеленый, необходимо, чтобы его мощность в 20000 раз превышала мощность зелёного света.

Отношение мощности монохроматического излучения с длиной волны  _макс=0,555 мкм (зелёный свет) к мощности монохроматического излучения с длиной волны , вызывающего ощущение такой же яркости, как излучение с длиной волны _макс, называется функцией видности V() или коэффициентом видности излучения с длиной волны  :

Коэффициент видности служит мерой спектральной чувствительности глаза. Коэффициент чувствительности зелёного света равен 1.

Простейший вид излучения – монохроматическое, т.е. излучение характеризуемое очень узким интервалом длин волн. l1- (l1+Dl) при Dl®0. Монохроматическое излучение можно характеризовать и частотой n, причем связь последней с длиной волны определяет соотношение (с-скорость света).*)

Спектральный состав излучения, т.е. распределение электромагнитной энергии по длинам волн или частотам является как качественной характеристикой, так и количественной при определении облученности входного зрачка ОЭС.

Определим основные энергетичекие величины оптоэлектроники:

Лучистый поток Фе - средняя мощность, переносимая оптическим излучением за время значительно большее периода электромагнитных колебаний

[Вт]

/ 1 Вт = 10-7эрг×с-1= 0234 кал.с-1=6,24×1018 эВ с-1/. При расчетах ОЭС особый интерес также представляют: Энергетическая светимость (поверхностная плотность излучения) Ме: отношение испускаемого поверхностью по одну сторону от себя (т.е. – в полусферу) полного лучистого потока к площади этой поверхности

/ /

Облученность или энергетическая освещенность (плотность мощности) Ее определяет отношение лучистого потока dФ, падающего на какую-либо поверхность, к площади этой поверхности dS2

Энергия излучения

/ /

Отметим также широкое применение в оптике (спектроскопии) единицы шкалы длин волн – волновых чисел

Сила излучения или энергетическая сила света – отношение лучистого потока dФ к телесному углу , в пределах которого он распространяется

Лучистостью или энергетической яркостью излучающей поверхности в данном направлении называется отношение измеренной в этом направлении силы излучения к видимой площади излучающей поверхности

Для плоских излучающих поверхностей, имеющих лучистость, одинаковую во всех направлениях действует закон Ламберта

откуда

Закон Ламберта справедлив только для АЧТ, а также идеально рассеивающих поверхностей. Широко известно следствие из закона Ламберта

Фотометрические (световые) величины:определяют спектр излучения в пределах чувствительности человеческого глаза.

· Световой поток

,

где - максимальное значение так называемого коэффициента видности

, ( = 683 лм×Вт-1)

- относительный коэффициент видности, спектрально совпадающий с кривой видности человеческого глаза, максимум которой расположен в зеленой области спектра (l~0,555 мкм).

Задача № 5

РАСЧЕТ ИСКУССТВЕННОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ В ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ

В производственном помещении длиной A, шириной B, высотой h необходимо установить искусственное освещение, соответствующее определенному разряду зрительных работ (E_min) в данном помещении. В задаче требуется определить:

1. Необходимое количество осветительных приборов для создания нормируемой освещенности в производственном помещении.

2. Мощность осветительной установки.

3. Представить схему размещения осветительных приборов для создания равномерного освещения в производственном помещении.

Исходные данные:

Для люминесцентных ламп
Длина производственного помещения	A	14 м
Ширина производственного помещения	B	9м
Высота подвеса светильника	Hp	2,8 м
Коэффициент запаса	k	1,5
Коэффициент неравномерности	z	0,9
Коэффициент отражения от потолка	ρпт	50 %
Коэффициент отражения от стен	ρст	30 %
Светильник	АОД
Лампа	ЛД-40
Количество ламп в светильнике	n	2
Тип помещения	станция радиоузлов
Минимальная, нормируемая освещенность	Emin	150 лк
Световой поток одной лампы	Fл	1960 лм
Мощность одной лампы	Wл	40 Вт
Напряжения на одной лампе	Uл	108 В

Необходимое количество осветительных приборов, для создания системы общего освещения, определяется по формуле:

здесь η – коэффициент использования светового потока, который зависит от ρ_пт, ρ_ст и

из полученного значения и таблицы в методических указаниях, имеем η = 57 % в итоге

принимаем N=15

Мощность осветительной установки для создания нормированной общей системы освещения определяем из формулы:

где m – количество ламп, используемых для общего освещения.

W = 1200 Вт

Отношение расстояния между осветительными приборами L к высоте их подвеса H_p:

Вывод: Для создания равномерной освещенности необходимо, чтобы отношение расстояния между осветительными приборами к высоте их подвеса было 1,4 - 1,8 следовательно расстояние между светильниками: L = 4,55 - 5,25м при том, что располагаться они должны параллельными рядами. Диаметр лампы 38 мм; длинна лампы 1199.4 мм.

Для ламп накаливания
Длина производственного помещения	A	15 м
Ширина производственного помещения	B	9 м
Высота подвеса светильника	Hp	3,5 м
Коэффициент запаса	k	1,3
Коэффициент неравномерности	z	0,8
Коэффициент отражения от потолка	ρпт	50 %
Коэффициент отражения от стен	ρст	30 %
Светильник	Люцетта
Количество ламп в светильнике	n	1
Тип помещения	автоматный зал АТС, МТ
Минимальная, нормируемая освещенность	Emin	150 лк
Световой поток одной лампы	Fл	1000 лм
Мощность одной лампы	Wл	100 Вт
Напряжения питания	Uл	220 В
Средняя горизонтальная освещенность	Ecp	6,0 лк

Необходимое количество осветительных приборов, для создания системы общего освещения, определяется по формуле:

здесь η – коэффициент использования светового потока, который зависит от ρ_пт, ρ_ст и φ

из полученного значения и таблицы в методических указаниях, имеем η = 52 % в итоге

принимаем N=64

Мощность осветительной установки для создания нормированной общей системы освещения можно определить по методу Ватт:

W =4388 Вт

Отношение расстояния между осветительными приборами L к высоте их подвеса H_p:

Вывод: Для создания равномерной освещенности необходимо, чтобы отношение расстояния между осветительными приборами к высоте их подвеса было 1,4 - 1,6 следовательно расстояние между светильниками: L = 4,2 – 4,8 м при том, что располагаться они должны параллельными рядами.

Схема размещения: