2. 1. Общие рекомендации к выбору источников света.

Рекомендуемые источники света для производственных помещений приведены в СНиП 23-05-95 [7] и ГОСТ 15597-82 (СТ СЭВ 3892-82) [8].

На предприятиях общественного питания в системах электрического освещения, в основном, применяются газоразрядные люминесцентные лампы, и только в отдельных случаях, допускается применение ламп накаливания. Такое предпочтение объясняется следующими причинами: люминесцентные лампы в сравнении с лампами накаливания имеют большее значение к. п. д. (примерно в два раза); срок службы люминесцентных ламп почти в три раза больше; слепящее действие этих ламп значительно меньше.

Выбор источников света по цветовым характеристикам следует производить на основании СНиП 23-05-95 [7] и отраслевых норм. Типы и светотехнические характеристики люминесцентных ламп рекомендованных отраслевыми нормами, приведены в приложении 1, таблица 2.

Для освещения торговых залов лучше применять лампы типа ЛТБ, имеющие достаточную долю излучения в красно - оранжевой части спектра, хорошо передающие оттенки лица человека и теплые световые тона.

Для производственных помещений нужно выбирать более экономичные лампу типа ЛБ, ЛД и ЛХБ, которые позволяют лучше различать цветовые оттенки.

Если в потолке помещения имеется фонарь естественного освещения (например, горячий цех), то в качестве дополнительного искусственного освещения по его периметру устанавливаются светящиеся полосы из светильников с люминесцентными лампами.

При подборе люминесцентных ламп принимают во внимание то, что разнотипность выбранных ламп по маркам и мощности затрудняют их обслуживание при последующей эксплуатации.

Применение ксеноновых ламп внутри помещения не допускается.

При выборе ламп накаливания необходимо учитывать следующие рекомендации.

В горячих цехах средних и мелких предприятий используют лампы накаливания мощностью 100, 150, 200 Вт. В кладовых, гардеробах и коридорах проектируемого предприятия допускается установка ламп мощностью от 60 до 100 Вт.

В горячих цехах крупных предприятий с числом посадочных мест 600 ... 1000 можно устанавливать лампы накаливания мощностью 300 Вт. При высоте помещений 6...7 м с использованием глубокоизлучающих светильников можно применять лампы накаливания мощностью 500 Вт. Типы и светотехнические характеристики ламп накаливания даны в приложении 1, табл. 2.

2. 2. Светильники (осветительные приборы ближнего действия) служат для предохранения глаз от слепящей яркости источников света и перераспределения светового потока. Светильник состоит из источника света, осветительной арматуры, а в ряде случаев и пусковой аппаратуры.

В зависимости от требований к степени защиты светильники имеют различное конструктивное исполнение (открытое, защищенное, закрытое, пыленепроницаемое и т. д.), что позволяет использовать их в помещениях различной категории см. приложение 1, табл. 3.

Светильники с люминесцентными лампами могут быть использованы во всех цехах и производственных помещениях за исключением холодильных камер, туалетов и душевых.

В торговых залах предприятий общественного питания люминесцентные светильники обычно устанавливают в линию, называемой светящейся полосой. Светящиеся полосы размещают на потолке или на стенах у потолка.

Характеристики светильников с люминесцентными лампами приведены в приложении П1, табл. 4.

Характеристики светильников с лампами накаливания приведены в приложении П1, табл. 5.

2. 3. Расчет освещения методом коэффициента использования (площадь помещений более 50 м²)

Данный метод используется для расчета электрического освещения помещений светильниками с люминесцентными лампами и лампами накаливания.

Метод коэффициента использования - сводится к определению электрической мощности лампы по величине потребного расчетного светового потока F.

Последовательность проведения расчета по данному методу состоит в следующем:

- в соответствии с характером работ и разрядом помещения по П1,табл.1 определяют необходимую освещенность E, рекомендуемый источник света и тип светильника.

- определяют расчетную высоту подвеса h из условия (см. рис.1.)

h = H - h_c - h_{раб. п.}, (4)

где h_c - расстояние от потолка до светового центра светильника, но не более 1,5 м. Для светильников потолочного типа h_c = 0,1 м, встраиваемых в перекрытие h_c = 0, подвесных h_c = 0,2 (H - h_{раб. п.}) м; h_{раб. п.} = 0,8 ... 1 м - высота рабочей поверхности над полом (П1, табл. 1.).

- рассчитывают оптимальное расстояние между светильниками в ряду и между рядами L. Расчет производится на основе рекомендаций, нормирующих отношение L/h = l (П1,табл.6) из условия L = h^. l. Расстояние от светильников до стен L_ст можно принять равным (0,24 ... 0,3) L, если вдоль стен имеются рабочие места и (0,4 ... 0,5) L при их отсутствии.

- рассчитывают число светящихся полос (рядов). При отсутствии рабочих мест непосредственно у стен число полос определяют по условию n_p = B / L. Если рабочие места расположены непосредственно у стен помещения, то количество рядов определяется по формуле n_p = B / L + 0,4. Рассчитанные значения n_p округляются до ближайшего целого числа.

- для заданной освещенности Е рассчитывают необходимый световой поток одной светящейся линии или одной лампы накаливания

F_лр = EkzS / (n_p), (5)

где k - коэффициент запаса; z - коэффициент неравномерности освещения; S - освещаемая площадь, м²; n_p - число рядов (или число светильников с лампами накаливания); - коэффициент использования светового потока.

Коэффициент z вводят в формулу, чтобы получить освещенность, при которой ни в одной точке поверхности освещенность не оказалась ниже нормируемой. Величина z = 1,15 при индивидуальной установке светильников и z = 1,1 при устройстве светящихся линий.

Коэффициент запаса k учитывает снижение освещенности в связи с загрязнением поверхности светильника, стен и потолка помещения, и в связи со старением ламп. Для всех помещений за исключением горячего цеха принимается k = 1,5, для горячего цеха k = 1,8.

Коэффициент использования определяют из приложения 1 по П1, таблицам 8, 9 в зависимости от коэффициентов отражения стени потолка(П1, табл. 7) и показателя помещения i. Показатель помещения i =S / [h(A+B)], где А и В - длина и ширина помещения.

- определяется световой поток принятого к установке светильника (для многоламповых светильников) F_св= n_л F_л, здесь n_л - количество ламп в светильниках; F_л - световой поток лампы (П1, табл. 2).

- определяют расчетное количество светильников в линии n_рл = F_{л р}/ F_св и их общую длину L_св = n_рл l_св, здесь l_св - длина светильника (П1, табл. 4). Если общая длина светильников незначительно меньше длины помещения L_св ~ A, то фактическое число устанавливаемых светильников в линии n_фл принимают равным расчетному n_рл,, и устанавливают их без разрыва между торцами в виде светящихся полос.

- определяется отклонение фактической освещенности от нормируемой

= (n_фл F_св - F_лр) / F_лр. При этом не должно выходить за пределы -10 ... +20 %.

- определяется фактическое расстояние между рядами L_ф = В / n_р и сравнивается с предельно допустимым значением L_п (П1, табл. 6).

Если величина в пределах допустимого, то расчет освещения помещения выполнен правильно.

- определяем установленную электрическую мощность светильников в помещении

P = n_фл n_р Р_св, (6)

где Р_св - электрическая мощность одного светильника.

- определяется удельная мощность .

- на основании плана помещения, на котором может быть указано расположение технологических машин, производят вычерчивание плана электроосвещения, на котором показывают: вводы, групповые осветительные щиты, выключатели, светильники, шины питания групповых щитков от ввода, линии питания светильников.

Примечания. 1. При L_св > A или L_св > Б, в зависимости от принятой ориентации светильников в помещении, возможно несколько вариантов корректирования расчета: увеличения числа полос; применение светильников с большим количеством ламп или с лампами, имеющими больший световой поток; установка части светильников вдоль торцевых стен.

2. При L_св < A или L_св < Б устраивается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками или между группами светильников.

3. Фактическое количество светильников вовсе не обязательно принимать равным расчетному. В зависимости от соотношения L_св и A или L_св и Б их число можно увеличить или уменьшить, лишь бы при этом величина не выходила за установленные пределы.

Примеры расчета освещения методом коэффициента использования.

Пример 1. Рассчитать освещение торгового зала столовой. размеры зала: длина A = 24 м; ширина В = 12 м; высота H = 3,6 м. Стены и потолок побелены.

Решение. Площадь зала S = A^.B = 24^.12 = 288 м²более 50 м², поэтому расчет ведем по методу коэффициента использования.

Согласно таблице 1(Приложение 1) нормируемая освещенность помещения Е = 200 лк: высота плоскости нормирования освещенности h_раб.п= 0,8 м; рекомендуемый светильник типа ЛПОО3 с лампой ЛБ. Используем эти светильники как потолочные (h_c= 0,1 м) и предусмотрим их установку в линию вдоль стороны А.

Конструктивно - светотехническая схема светильника III,Б, кривая силы света (КСС) косинусная (Д), длина светильника l_св= 1,252 м (табл. 4 Пр.1). Согласно таблицы 7 (Пр 1) принимаем коэффициенты отражения потолка= 70%, стен= 50 %, расчетной рабочей поверхности= 30 %.

Расчетная высота помещения определится из условия

h = H - h_{раб. п} - h_c= 3,6 - 0,8 - 0,1 = 2,7 м.

Рекомендуемое расстояние между линиями для светильника с косинусной КСС (табл. 6 Пр.1)

L = 1,4 ^,h = 1,4^.2,7 = 3,78 м.

Для световых линий, расположенных вдоль длинной стороны зала А, находим число рядов светильников по ширине В. При отсутствии столов вдоль стен имеем:

n_р = B / L = 12 / 3,78 3.

F_лр = EkzS / (n_p) = 200 ^, 1,5 ^, 1,1 ^. 288 / 3^.0, 54 = 58500 лм,

где k = 1,5; z = 1,1; 0,54 по табл. 9, предварительно определив индекс помещения

i = S / [h(A+B)] = 288 / [ 2,7(24 + 12)] = 2,96.

Найдем световой поток одного светильника

F_св= n_л^,F_л= 1^,3000 = 3000 лм,

где n_л=1 - количество ламп в светильнике; F_л = 3000 лм - световой поток лампы ЛБ 40 (табл. 2 Пр.1).

Расчетное количество светильников в линии n_рл= F_лр/ F_св= 58500 / 300019, а их общая длина L_св= n_рл^.l_св= 19^.1, 252 = 23, 8 м.

Общая длина светильников незначительно меньше длины торгового зала L_свА. Поэтому, приняв фактическое число светильников n_фравным расчетному n_рл, устанавливаем светильники рядами без разрывов между их торцами, т. е. в виде светящихся полос.

Отклонение фактической освещенности от нормируемой

= (n_фл F_св- F_лр) 100/ F_лр= (19^.3000 - 58500)^. 100 / 58500 = - 1,7%,

что в пределах допуска -10 ... +20 %.

Фактическое расстояние между осями светящихся линий (фактический пролет)

L_ф= В / n_р= 12 / 4 = 4 м.

Предельно допустимое значение пролета, согласно таблице 6 Пр.1

L_п = 2,1^.2,7 = 5,68 м.

Поскольку в пределах допустимого и L_ф< L_п, то расчет освещения зала выполнен правильно.

Установленная мощность светильников зала P = n_р^.n_фл^. P_св= 3^.19^.40 = 2280 Вт.

Удельная мощность = P / S = 2280 / 288 = 7, 95 Вт / м².

Пример 2. Рассчитать освещение торгового зала столовой по данным примера 1, приняв к установке многоламповый светильник типа ЛП001.

Решение. При использовании многоламповых светильников их расчетное количество, как правило, оказывается небольшим и , поэтому установить их в виде непрерывных светящихся полос не представляется возможным. В этом случае производят индивидуальную установку светильников рядами с большими пролетами.

Выбранный светильник потолочный, четырехламповый, имеет косинусную КСС (табл. 4 Пр.1). Следовательно, как и в предыдущем примере

h = 2,7 м; L = 3,78 м; 2, 96; L_п= 5, 68 м.

Полагая, что обеденные столы отодвинуты от стен, найдем количество рядов по ширине n_рВи количество светильников в ряду n_рА:

n_рВ = B / L = 12 / 3,78 = 3; n_рА = A / L = 24 / 3,78 6.

Общее расчетное количество светильников n = n_рА^. n_рВ= 6^.3 = 18.

Коэффициент использования светового потока выбранного светильника (табл. 9, группа 5) 0,6.

Расчетный световой поток светильника при индивидуальной установке (z = 1,15)

F_св.р= EkzS / (n_p) = 200^, 288^. 1,5^, 1,15 / 18^.0, 6 = 9200 лм,

По таблице 4 Пр.1 принимаем четырехламповый светильник ЛП001 - 4 х 40 с лампами типа ЛЕЦ40. Световой поток этой лампы Е = 2190 лм (табл. 2).

Световой поток светильника F_св = 4^. F_л= 4^.2190 = 8760 лм.

Определим отклонение фактической освещенности от нормируемой

= (F_св- F_св.р) 100/ F_св.р= (8760 - 9210)^. 100 / 8760 = - 5 %,

Фактическое значение пролетов

L_Аф= A / n_A= 24 / 6 = 4 м; L_Вф= В / n_B = 12 / 3 = 4 м.

Поскольку в пределах допустимого и L_ф< L_п, то расчет освещения зала выполнен правильно.

Установленная мощность светильников зала Р = n ^.P_св= 18^.4^.40 = 2880 Вт.

Удельная мощность = P / S = 2880 / 288 = 10 Вт / м².

2.4. Расчет освещения по удельной мощности.

Под удельной мощностью p понимается отношение мощности всех источников света в помещении Р_уст к освещаемой площади S:

= P_уст / S. (Вт / м²) (7)

Расчет проводят с использованием таблиц 10, 11, позволяющих учесть влияние на величину многих факторов(Е, h, S, l, z, типа светильников и др.). Эти таблицы позволяют без сложных вычислений определить необходимую мощность всех ламп P_уст =S, и после размещения светильников на плане и выяснения их числа N определить мощность одной лампы

P_л = P_уст / N. (8)

Следует иметь ввиду, что этот метод предназначен для расчета равномерного освещения помещений, без учета затенений. В тех случаях, когда длина помещения значительно превышает его ширину, т. е. А / В > 2,5, то определение табличного значения удельной мощности производят по эффективной площади, которую вычисляют из условия S_ф = 2^.В².

При расчете освещения главных коридоров шириной 1,5...2,4 м и высотой 2,5.. 3,0 м при освещенности Е = 75 лк рекомендуется установка светильников 2х40 Вт на каждые 5...6 м длины коридора. Для коридоров указанных размеров при освещенности 50 лк рекомендуются к применению светильники 1х40 Вт, установленные через 4...5 м. При этом светильники могут размещаться длинной стороной как вдоль, так и поперек коридора. Во втором случае при значительных интервалах между светильниками достигается несколько большая освещенность и создается зрительная иллюзия уменьшения длины коридора.

Для помещений площадью S < 10 м², при их освещении лампами накаливания, светотехнический расчет не проводится. В этом случае мощность лампы светильника принимается по таблице 12 в соответствии с эффективной площадью помещения S_ф. Мощность ламп накаливания светильников принимается по П1, таблица 2.

Примеры расчета освещения методом удельной мощности.

Пример 3. Рассчитать освещение моечной столовой посуды. Размеры помещения: A = 9 м; B = 5 м; H = 3,6 м. Стены и потолок побелены.

Решение. Площадь помещения менее 50 м². Расчет ведем по методу удельной мощности.

Помещение сырое с нормируемой освещенностью 200 лк и высотой плоскости нормирования освещенности h_раб.п= 0,8 м (П1, табл. 1). Согласно П1, табл.7 принимаем коэффициенты отражения потолка= 50%, стен= 30 %, расчетной рабочей поверхности= 10 %. Принимаем к установке светильник ПВЛМ - ДР - 2х40 (табл. 1 Пр.1) с глубокой КСС и длиной светильника l_cв= 1, 33 м (П1, табл. 4), используя его как потолочный. В этом случае высота подвеса светильника принимается h_c= 0,1 м.

Находим h = H - h_{раб. п} - h_c= 3,6 - 0,8 - 0,1 = 2,7 м.

Оптимальное расстояние между рядами светильников с глубокой КСС согласно П1, табл.6 L = 1,0 ^.h = 1,0^.2,7 = 2,7 м.

Ориентируя ряды светильников по длине помещения, определяем количество рядов:

n_p = B / L = 5 / 2,7 2.

По П1,табл.11 (для светильников группы 1, лампа ЛБ40) находим: при освещенности 100 лк удельная мощность должна составлять = 5,7 Вт/ м². В нашем случае нормированная освещенность помещения составляет E = 200 лк. Следовательно, нормированное значение удельной мощности=2^.5,7 = 11,4 Вт / м².

Расчетное количество светильников

. (9)

К установке примем 8 светильников (n_св.ф=8), предполагая разместить их попарно в два ряда. При этом действительное значение удельной мощности составит

= 14,2 Вт / м².

Отклонение действительного значения удельной мощности от нормируемого

что нежелательно по экономическим соображениям, т. к. выходит за верхний допустимый предел (+20%).

Примем n’_св.ф= 6, тогда получим:

= 10,7 Вт/ м²;, что оказывается в пределах допустимого (- 10%).

Расчетная длина линии по длине помещения А: L_св= n_рлl_св= 3^.1, 33 = 3,99 м. Поскольку L_св< A, то светильники устанавливаем в линии с разрывами между торцами.

Установленная мощность светильников P = n’_св.ф^.P_св= 6^. 80 = 480 Вт.

Примечания: 1.Если и во втором варианте окажется, чтовыходит за пределы допустимого, то нужно принять n_{св. ф}= n_св.ррасположив один из светильников над рабочим местом, требующим наибольшего освещения.

2. При размещении светильников рядами иногда бывает целесообразно распределять их по рядам в неравном количестве, например, если в помещении установлен лифт (см. приложение 4, помещение II).

3. При расчете освещения в помещении аналогичного назначения с аналогичными светильниками, но имеющего значительно меньшую площадь, варьировать изменением количества светильников (по причине их малого числа) не имеет смысла. Фактическое количество светильников принимается равным одному из округленных расчетных значений.

Пример 4.Рассчитать освещение моечной кухонной посуды (A = 5 м; B = 3,5 м; H = 3,6 м).

Решение. Принимаем к установке светильник ПВЛМ - ДР-2x40 с лампами типа ЛБ, В данном случае имеем: L_п = 3,78 м;7,1 Вт/ м²;14,2 Bт/ м²; n_св.р3.

Принимаем n_{св. ф.} = n_св.р. Так как B < L_п, светильники устанавливаем в один ряд.

Действительное значение удельной мощности Вт/ м²,

а его отклонение от нормируемого , что в пределах допустимого.

Если бы вышло за нижний допустимый предел (- 10 %), то результат нужно округлить в большую сторону. Если и при этом окажется, что> 20%, то необходимо остановиться на последнем варианте.

Пример 5. Рассчитать освещение раздаточной, имеющей размеры: А = 8 м; B = 2 м; H = 3,6 м. Раздаточная совмещена с горячим цехом.

Решение. По П1, табл.1 выбираем светильник ЛДОР - 2 х 40 с лампами типа ЛБ, нормируемая освещенность помещения Е = 300 лк, высота рабочей поверхности h_р= 0,8 м. Светильник имеет светотехническую схему II - B, c косинусной КСС и длину l_св = 1,24 м (П1, табл. 4). Предполагая использовать светильник как подвесной, для которого h_c= 0,2 (H - h_р) = 0,56 м, имеем: h = H - h_p- h_c= 3,6 - 0,8 - 0,56 = 2,7 м.

Фактическая площадь помещения S = 16 м². Расчет ведем по удельной мощности. Принимая во внимание, что помещение вытянутое (с отношением размеров А / B > 2,5), табличное значение удельной мощности находим по эффективной площади S_ф = 2 B²= 2^. 2²= 8 м². По П1, таблице 11 находим табличное значение удельной мощности (для группы II; h = 2,7 м; S_ф= 8 м²; при E = 100 лк)= 9,6 Вт / м². Следовательно, нормированное значение удельной мощности для (Е = 300 лк) составит:

Вт / м².

Тогда расчетное значение светильников .

Принимая n_{св. ф.}= n_{св. р}, получим действительное значение удельной мощности

Вт/ м²,

а его отклонение от нормируемого , что в пределах допустимого.

Так как предельно допустимое расстояние между рядами L_п = 2,1 м (П1, табл. 6, для светильников с косинусной КСС) превышает ширину помещения L_п > B =2 м, то светильники устанавливаем в один ряд.

Расчетная длина линии по длине помещения А: L_св= n_рлl_св= 6^.1, 24 = 7,44 м. Поскольку L_св< A, то светильники устанавливаем в линии с разрывами между торцами.

Установленная мощность светильников P = n’_св.ф^.P_св= 6^. 80 = 480 Вт.

Пример 6.Рассчитать освещение венткамеры. Размеры помещения А = 7 м; В = 4 м; H = 3,6 м.

Решение. Освещение венткамеры рекомендуется (П1, табл. 1) осуществлять подвесными светильниками типа ППР с лампами накаливания. Нормируемое значение освещенности при лампах накаливания на полу

h_р = 0, Е = 30 лк. Конструктивно - светотехническая схема светильников (П1, табл. 5) - YIA, кривая силы света (КСС) - равномерная.

Определяем расчетную высоту h и высоту свеса h_c:

h_c= 0,2 (H - h_р) = 0,2(3,6 - 0) = 0,72 м, h = H - h_p- h_c= 3,6 - 0 - 0,72 = 2,88 м.

По таблице 10 для светильников типа ППР находим: при h = 2,88 м, Е = 30 лк, S = 28 м², удельная мощность освещения11,7 Вт / м².

Для равномерной КСС, согласно П1, табл. 6, рекомендуемое значение пролета

L = 2,2 h = 2,2 ^.2,88 = 6,3 м.

Из сопоставления величины L с длиной А и шириной В помещения заключаем, что светильники должны быть установлены в один ряд (L > B), а количество светильников в ряду желательно иметь не менее двух n_A= 2.

Теперь определим необходимое расчетное количество светильников с лампами мощностью 200 Вт (тип ППР - 200): .

Тогда фактическая удельная мощность Вт/ м²,

а ее отклонение от нормируемого значения.

Так как оказалось больше 20%, примем к установке светильник ППР -100. При этом получим n = 3;10,7 Вт / м².

Пример 7. Рассчитать освещение коридора, имеющего размеры: А = 9 м; B = 2 м; H = 3,6 м. Коридор служит для обслуживания производственных помещений.

Решение. Расчет ведем методом удельной мощности. По П1, табл. 1, с учетом назначения коридора (Е = 75лк, h_р= 0) рекомендован к установке светильник типа ЛДР-2х40 с люминесцентными лампами. При использовании его как потолочный, расчетная высота помещения составит - h = H - h_p- h_c= 3,6 - 0 - 0,1 = 3,5 м.

Эффективная площадь S_ф = 2 B²= 2^. 2²= 8 м². По П1, табл. 11= 12,6 Вт / м².

Нормированное значение удельной мощности Вт / м².

Расчетное количество светильников . К установке примем два светильника (n_ф= n_св.р).

Действительное значение удельной мощности Вт/ м².

Отклонение от нормируемого значения, что в пределах допустимого.

Установленная мощность светильников коридора P = n_св.ф^.P_св= 2^. 80 = 160 Вт.

Результаты светотехнических расчетов заносятся в сводную таблицу расчета электрического освещения проектируемого предприятия (см. Приложение 2).