Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность жизнедеятельности. Часть 4. Производственное освещение. Курс лекций.pdf
Рекомендации по выбору источников света
При выборе источников света рекомендуется руководствоваться сле-
дующими указаниями.
Газоразрядные лампы должны применяться:
– для общего освещения в системе комбинированного освещения;
– для освещения помещений общественных и административных
зданий, кроме вспомогательных помещений;
– для местного освещения;
– для аварийного освещения (люминесцентные лампы);
– ртутные лампы высокого давления ДРЛ: Д – дуговая, Р – ртутная,
Л – люминесцентная для аварийного освещения запрещены по причине
длительного зажигания.
Лампы накаливания благодаря невысокой стоимости, простоте
обслуживания, незначительным размерам и независимости их работы от
условий внешней среды, являются источником света массового применения, хотя КПД и световая отдача у них значительно ниже, чем у люминесцентных. Лампы накаливания используются для освещения производственных помещений, в которых выполняются работы, требующие низкого или среднего уровня освещённости, где выполняются грубые виды работ; помещений с особо тяжёлыми условиями среды; жилых зданий; детских учреждений; палат больниц; вспомогательных помещений без постоянного пребывания людей и освещения улиц, проездов с небольшим движением транспорта; аварийного освещения.
Для успешного проведения многих зрительных работ источники света должны обеспечивать хорошую светоцветную среду.
Зрительные работы в производственных помещениях и общественных зданиях классифицированы по двум признакам – уровню требований
к цветопередаче, цветоразличению и точности зрительной задачи, что
достигается через нормированную освещённость.
В последние годы на основании данных физиолого-гигиенических
исследований выявлен ряд ограничений на применение некоторых источников света. Так, например, результаты ряда исследований цветоразличительной способности глаза и зрительного утомления при новых узкополосных люминесцентных лампах типа ЛБЦТ в сравнении с широкополосными люминесцентными лампами типов ЛБ, ЛЕЦ, ЛДЦ, ЛХЕ. Узкополосные лампы стимулируют положительные эмоции. Обладают свойством сдвигать восприятие цвета объектов в предпочитаемых массовым
потребителем направлениях по сравнению с их «естественным» цветом
при дневном свете. Например, цвет лица, зелёная листва, овощи и многие
41
другие цвета выглядят при свете этих ламп «приукрашенными» и воспринимаются с положительными эмоциями, хотя цветопередача в этом случае далека от естественной.
Энергоэкономичные люминесцентные лампы (18, 36, 58 Вт) с узкополосным спектром излучения типа ЛБЦТ отличаются от обычных люминесцентных ламп типа ЛБ (20, 40, 80 Вт) более высокой световой отдачей
(на 5…10%) и позволяют получить экономию электроэнергии (5…8%).
Люминесцентные лампы рекомендуется применять: в общественных
зданиях, административно-бытовых и лабораторных помещениях, в низких производственных помещениях, в учебных и лечебных заведениях.
При работе с цветными объектами, где проводится контроль по цвету и
требуется очень хорошая цветопередача и цветоразличение, – лампы типов
ЛДЦ, ЛЕЦ или ЛХЕ, а при более низких требованиях к цветопередаче –
узкополосные люминесцентные лампы типа ЛБЦТ.
Рекомендации по применению различных типов
ртутных ламп высокого давления
Ртутные лампы высокого давления применяются при отсутствии
требований к цветоразличению и цветопередаче для освещения производственных помещений, например, заготовительных, литейных, штамповочных ремонтно-механических и тому подобных цехов, складов, компрессорных и др.
Металлогалогенные лампы типа ДРИ: Д – дуговая, Р – ртутная,
И – с излучающими добавками – имеют среди ртутных ламп высокого
давления наилучшую цветопередачу и наименьшую пульсацию светового
потока, обладают наибольшей яркостью. Психофизиологическая оценка
металлогалогенных ламп в сравнении с люминесцентными лампами типа
ЛБ и ртутными ДРЛ при выполнении производственной деятельности
показала, что световая среда при металлогалогенных лампах оценивается
в интервале основных освещённостей (150…400 лк) почти также хорошо,
как и при люминесцентных лампах типа ЛБ.
Мощные металлогалогенные лампы типа ДРИ мощностью 250 Вт и
выше рекомендуется применять в основном для общего освещения высоких и средних производственных помещений, где выполняются точные
зрительные работы и имеют место повышенные требования к качеству
освещения, которые не могут быть удовлетворены при использовании
ламп типа ДРЛ.
Натриевые лампы типа ДНаТ для внутреннего освещения применяются редко ввиду больших пульсаций излучаемого светового потока и
42
значительного ультрафиолетового излучения. Их допускается использо-
E
вать только с разрешения органов санитарного надзора при условии, что
освещённость в зоне пребывания людей не превышает 150 лк. Эти лампы
широко применяются для освещения улиц, площадей, парков.
2.3.1. ВЫБОР УРОВНЯ ОСВЕЩЁННОСТИ И
КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПАСА
Выбор минимальной освещённости для внутреннего и наружного
освещения производят по нормам СНБ 2.04.05–98 «Искусственное и естественное освещение» в зависимости от размера объекта различия, контраста объекта с фоном и отражающих свойств фона (рабочей поверхности).
Нормы устанавливают наименьшую освещённость, имея в виду, что
она должна иметь место в «наихудших» точках освещаемой поверхности
перед очередной очисткой светильников. При установлении норм освещённости руководствуются следующей шкалой: 0,2 – 0,3 – 0,5 – 1 – 2 – 3 –
5 – 10 – 20 – 30 – 50 – 75 – 100 – 150 – 200 – 300 – 400 – 500 – 600 – 750 –
1000 – 1250 – 1500 – 2000 – 3000 – 4000 – 5000 – 6000 – 7500 лк.
Определение уровня освещённости по основным нормам не всегда
возможно, в проектной практике выбор освещённости производят по отраслевым нормам, составленным на основании СНБ. В этих нормах приводятся величины освещённости для каждого помещения, расположение
рабочих поверхностей, рекомендуемый источник света и коэффициент
запаса, а также качественные показатели освещения.
В процессе эксплуатации осветительной установки освещённости на
рабочих поверхностях уменьшаются вследствие того, что с течением времени лампы теряют свои первоначальные качества – снижается световой
поток. Это вызвано загрязнением ламп, осветительной арматуры и отражающих поверхностей стен, потолков, рабочих поверхностей. Для того
чтобы поддерживать значение освещённости на рабочих поверхностях
на уровне не менее нормируемого в течение всего времени эксплуатации,
её расчётное значение принимают больше нормируемой. Это учитывается
коэффициентом запаса (табл. 3), который всегда больше единицы.
Он характеризует кратность между расчётным и нормируемым значениями освещённости
E
расч
k
=
В расчётах принимается
.
3,1=k
– при лампах накаливания;
5,1=k
–
при газоразрядных лампах.
43
3. Значение коэффициентов запаса
Освещаемые объекты
Коэффициент запаса
при газоразрядных
лампах
при лампах
накаливания
Производственные помещения
при содержании в воздухе пыли,
дыма и др., мг/м3:
больше 10 – тёмные
больше 10 – светлые
5…10 – тёмные
5…10 – светлые
меньше 5
2,0
1,8
1,8
1,6
1,5
1,7
1,5
1,5
1,4
1,3
Помещения с особым режимом по
чистоте при светильниках нижнего
обслуживания 1,3 1,15
Вспомогательные помещения
с нормальной средой и помещения
общественных и жилых зданий
1,5 1,3
Территории предприятий и городов 1,5 1,3
При системе общего освещения светильники можно размещать
над освещаемой поверхностью либо равномерно, либо локализовано.
При равномерном освещении светильники располагают правильными
симметричными рядами, создавая при этом относительно равномерную
освещённость по всей площади, а при локализованном – индивидуально
для каждого рабочего места или участка производственного помещения,
создавая при этом требуемые освещённости только на рабочих местах.
На рисунке 18 показано расположение светильников общего освещения по высоте помещения. Минимальная высота подвеса светильников над
освещаемой поверхностью определяется условиями ограничения ослеплённости. Большинство помещений общественных зданий имеют высоту
2,5…3 м, поэтому высота подвеса ограничивается высотой помещения.
2.3.2. РАЗМЕЩЕНИЕ СВЕТИЛЬНИКОВ
44
c
L
L
l
l
L
L
L
h
H
p
H
p
h
p
H
Рис. 18. Размещение светильников по высоте помещения
При общем равномерном освещении лучшими вариантами расположения светильников с точечными источниками света являются расположение их по углам прямоугольника или в шахматном порядке (рис. 19 а, б)
этим достигается наиболее равномерное распределение освещённости по
всей площади помещения.
Выбор расстояния между светильниками зависит от типа светильника, высоты его подвеса над рабочей поверхностью, а иногда способ расположения светильников зависит от архитектурных или строительных
условий.
L
Рис. 19. Размещение светильников на плане помещения:
а – по углам прямоугольника; б – в шахматном порядке
45
При расположении светильников на плане помещения следует учитывать, что увеличение расстояния между светильниками в ряду или между рядами светильников приводит к увеличению мощности ламп и к
увеличению неравномерного распределения освещённости на освещаемой
поверхности, так как при этом освещённость под светильниками намного
больше освещённости точек между ними. При частом расположении светильников неравномерность распределения освещённости снижается,
однако в этом случае применяют лампы малой мощности с невысокой
светоотдачей, а это приводит к повышенному расходу электроэнергии и
росту первоначальных затрат. Отсюда следует, что при выборе расстояния
между светильниками, необходимо определить такое, которое обеспечило
бы наименьшую установленную мощность осветительной установки и
достаточную для практических условий равномерность освещения.
Установлено, что расстояние между светильниками зависит от наивыгоднейшей величины отношения
HL
,
p
где L – расстояние между светильниками или рядами, м;
H
– высота
p
подвеса светильника над расчётной поверхностью, м.
Наивыгоднейшее расстояние между осветительными приборами
HL
p
равно для классифицированных кривых: Д1 – 1,3; Д2 – 1,1; Г1 – 0,91;
Г2 – 0,77; Г3 – 0,66; Г4 – 0,57; К1 – 0,49; К2 – 0,42, К3 – 0,36.
Наивыгоднейшие величины отношения
HL
в зависимости от кри-
p
вой силы света приведены в табл. 4.
Ряды светильников с люминесцентными лампами следует располагать параллельно длинной стороне помещения со световыми проёмами.
Если проёмы расположены на короткой стороне, то ряды светильников
можно располагать и вдоль, и поперёк помещения. Расстояние от крайнего ряда светильников до стен (l) рекомендуется принимать около 0,5 L при
наличии у стен проходов и 0,3 L в остальных случаях.
При общем освещении рабочих помещений светильники с люминесцентными лампами для создания равномерного освещения следует располагать непрерывными рядами, если в каждом светильнике число ламп
менее четырёх. Светильники можно располагать и рядами с разрывами,
при этом расстояние между их торцами не должно превышать 0,5 высоты
подвеса светильников над освещаемой поверхностью.
46
Расстояние от потолка до светильника
h
обычно принимается
c
0,5…0,7 м (в жилых и общественных пониженной высоты 0,3…0,4 м).
В таблице 5 приведены значения относительного расстояния
для некоторых типов светильников.
4. Величина отношения
HL
p
hL
HL
Тип
кривой
силы
света
К
Рекомендуемые
значения
0,4…0,7
p
Наибольшие
допустимые
значения
0,9
Тип
кривой
силы
света
М
Г
0,8…1,2
1,4
Л
Д
1,2…1,6
2,1
5. Значения относительного расстояния
для некоторых светильников
Тип светильника
Светильники с лампами накаливания:
НСП17
НСП01
Светильники с люминесцентными лампами:
Рекомендуемые
значения
1,8…2,6
1,4…2,0
HL
0,9…1,0
1,4…1,6
HL
p
Наибольшие
допустимые
значения
3,4
2,3
p
HL
p
ПВЛМ, ЛСП02, ЛСП06, ЛПО
Светильники с лампами:
ДРЛ РСП05, РСП08, РСП18;
ДРИ ГСП17
1,4…1,6
1,4…1,6
0,9…1,0
47
S
2.4. РАСЧЁТ ОСВЕЩЁННОСТИ
Под светотехническим расчётом, в широком смысле слова, можно
понимать совокупность математических операций, связывающих параметры осветительной установки (число, мощность и расположение светильников и т.п.), и количественную меру результативных светотехнических показателей (освещённость, яркость и т.д.).
Число этих параметров и показателей достаточно велико, соответственно, разнообразными могут быть и задачи светотехнических расчётов.
С некоторой условностью расчёты могут быть разделены на прямые –
когда определяются необходимые параметры по заданным показателям, и
поверочные – когда при известных параметрах определяется ожидаемое
значение показателей.
Обычной задачей расчёта освещённости является определение числа и
мощности светильников, необходимых для обеспечения заданного значения
освещённости. Значительно реже выполняются поверочные расчёты.
Расчёт может выполняться с большей степенью точности, но чаще
всего такой точности не требуется. Характеристики ламп и светильников
имеют значительные допуски, и как бы тщательно не был выполнен расчёт, никоим образом нельзя гарантировать, что получится точно заданная
освещённость. Существенно также, что сами нормы освещённости не являются строго обоснованными, и тот компромисс между желаемым и
возможным, о котором говорилось выше, сохраняется на определённом
участке шкалы освещённостей.
Повышенная точность расчётов нужна преимущественно при сопоставлении различных вариантов выполнения освещения. В этих случаях с
учётом равной для всех вариантов вероятности отклонения результатов от
расчётных данных можно считать предпочтительным тот вариант, в котором данные осветительные условия достигаются хотя бы при незначительно лучших показателях.
Все применяемые приёмы расчёта основаны на двух формулах, связывающих освещённость с характеристиками светильников и ламп:
EФ=
и
cosrIEα
=
,
2
принципиальная разница между которыми состоит в том, что первая из
них, будучи написана в недифференциальном виде, определяет среднюю
освещённость поверхности, а вторая – освещённость конкретной точки на
поверхности.
Метод, основанный на первой формуле, носит название метода коэффициента использования. В своих обычных формах он позволяет обеспечить среднюю освещённость горизонтальной поверхности с учётом
48
всех падающих на неё потоков, как прямых, так и отражённых. Переход
от средней освещённости к минимальной в этом случае может осуществляться лишь приближённо. Метод, основанный на второй формуле, – точечный. Он позволяет обеспечить заданное распределение освещённости
на как угодно расположенных поверхностях, но лишь приближённо
учесть свет, отражаемый поверхностями помещения.
Соответственно этим особенностям метод коэффициента использования применяется для расчёта общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, а также для расчёта наружного освещения в случаях, когда нормирована средняя освещённость. Точечный метод применяется для расчёта общего равномерного и локализированного освещения
помещений и открытых пространств, а также для расчёта местного освещения при любом расположении освещаемых поверхностей. Его область
применения для расчёта внутреннего освещения ограничена случаями,
когда достаточен приближённый учёт света, отражаемого поверхностями
помещения, т.е. когда применяются светильники класса П, а при плохо
отражающих поверхностях – также класса Н.
Светотехнические расчёты являются одними из наиболее массовых
инженерных расчётов; их приходится постоянно выполнять многим тысячам людей, а в своих первоначальных формах они являются довольно
трудоёмкими. Естественно, что усилия специалистов издавна были направлены на упрощение методики расчёта, в результате чего появилось
много практических способов расчёта, которые, однако, являются разновидностью тех же двух основных методов.
2.4.1. МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Данный метод заключается в определении коэффициента использования светового потока источника света системой светильник–
помещение, который равен отношению светового потока, падающего на
освещаемую поверхность, к полному световому потоку источника света.
Расчёт выполняется в следующей последовательности.
1. Выбор типа источника света. Если температура в помещении
не понижается ниже 10 °С и нет опасности стробоскопического эффекта,
то следует использовать наиболее экономичные газоразрядные лампы.
2. Обоснованно выбирают систему освещения (общую или комбинированную). При выборе необходимо учитывать, что система комбинированного освещения экономичнее, а система общего освещения равномернее
распределяет световую энергию. Для освещения рабочих мест высоких зрительных разрядов следует применять комбинированное освещение.
49
3. Выбор типа светильника. Основанием для выбора светильника
являются требования взрыво- и пожароопасности, загрязнённость воздушной среды, требования к распределению яркости в поле зрения.
4. Распределение светильников по помещению. При этом необходимо учитывать неравномерность освещения, высоту подвеса и способ
крепления светильников. Выполняется графическим способом:
– вычерчиваются в масштабе эскизы плана и разреза помещения
рис. 20;
– светильники устанавливаются по вершинам квадратных полей, расположенных параллельно стене, или по вершинам квадратных полей, расположенных диагонально. Расстояние между светильниками l определяется из
условия обеспечения равномерного распределения освещённости:
l / h = λ ,
где h – расстояние от оси лампы до рабочей освещаемой поверхности;
λ – коэффициент распределения света данным типом светильника;
b – расстояние от крайних светильников до стены принимается
равным b = (0,3…0,5) l, при этом b = 0,5 l принимают при наличии
у стены прохода.
Рис. 20. План и разрез помещения с расположением светильников
50