ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

 3.4 Практическая работа №4. Расчет производственного освещения Основной задачей светотехнических расчетов является:  - для естественного освещения определение необходимой площади световых проемов;  - для искусственного – требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещенности.  При естественном боковом освещении требуемая площадь световых проемов (м²) (3.7) где S_П – площадь пола помещений, м²;  ε_ок – коэффициент световой активности оконного проема;  k_ЗД – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями;  е_Н – нормированное значение КЕО; k_З – коэффициент запаса определяется с учетом запыленности помещения, расположения стекол (наклонно, горизонтально, вертикально) и периодичности очистки; ρ – коэффициент, учитывающий влияние отраженного света, определяется с учетом геометрических размеров помещения, светопроема и значений коэффициентов отражения стен, потолка, пола;  τ_общ – общий коэффициент светопропускания определяется в зависимости от коэффициента светопропускания стекол, потерь света в переплетах окон, слоя его загрязнения, наличия несущих и солнцезащитных конструкций перед окнами. При выбранных светопроемах действительные значения коэффициента естественного освещения для различных точек помещения рассчитывают с использованием графоаналитического метода Данилюка по СНиП 23-05. ^ Пример расчета естественного освещения Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов. Расчет освещения проводится для помещения водогрейной котельной. Размеры котельной: длина 12 м, ширина 8 м, высота 3 м. Высота рабочей поверхности над уровнем пола 1 м. Окна начинаются от наружной стены. Предприятие находится на расстоянии 12 м еще 1 цех высотой 6 м, с трех сторон других затеняющих зданий нет. При боковом освещении определяют площади световых проемов (окон), обеспечивающих нормированные значения КЕО, по формуле (3.8) где S_п – площадь пола помещения; е_Н – нормированное значение КЕО, равен 1,08; ε_ок – световая характеристика окна, равен 12; К_ЗД – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; К_З – коэффициент запаса, равен 1,3-1,5; τ_общ – общий коэффициент светопропускания; ρ - коэффициент, учитывающий влияние отраженного света.  Таблица 3.3 – Варианты заданий к лабораторной работе

Исходные данные	Варианты
	Пример	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
B	8	9	10	12	11	8	9	10	11
L	12	12	12	12	12	12	12	12	12
еН	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08	1,08
εок	12	12	12	12	12	12	12	12	12
KЗД	1,1	1,2	1,5	1,4	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
КЗ	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5
τобщ	0,42	0,43	0,44	0,46	0,45	0,42	0,43	0,44	0,45
ρ	3,2	3,3	3,4	3,6	3,5	3,2	3,3	3,4	3,6

Определим значения всех составляющих: 1) площадь пола S_n = B х L = 8 х 12 = 96 м² где В – ширина котельной;  L – длина котельной. 2) нормированное значение КЕО е_Н =e_н^IV= e_н^III х m х c (3.9) где m – коэффициент светового климата, равен 0,9; с – коэффициент солнечного климата, равен 0,8; e_н^III – значение КЕО для III пояса (e_н^III – 1,5 для работ средней точности IV разряда). е_Н = е_Н ^IV= 1,5 х 0,9 х 0,8 = 1,08 3) площадь окон При проектировании искусственного освещения необходимо выбрать тип источника света, систему освещения, вид светильника; наметить целесообразную высоту установки светильников и размещения их в помещении; определить число светильников и мощность ламп, необходимых для создания нормируемой освещенности на рабочем месте, и в заключение проверить намеченный вариант освещения на соответствие его нормативным требованиям.  Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.  Световой поток (лм) одной лампы или группы люминесцентных ламп одного светильника  (3.10) где Е_н – нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95, лк;  S – площадь освещаемого помещения, м²; z – коэффициент неравномерности освещения, обычно Z= 1,1-1,2; k_З, – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света, обычно k_З = 1,3-1,8; n – число светильников в помещении; η_и – коэффициент использования светового потока. Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23-05 в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения  і = АВ / [Н(А+В)] (3.11)  где А, В – длина и ширина помещения в плане, м; H – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.  По полученному в результате расчета световому потоку по ГОСТ 2239 и ГОСТ 6825 выбирают ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10...20 %. ^ Пример расчета искусственного освещения Освещение рабочего места – важнейший фактор создания нормальных условий труда. Неправильное освещение вызывает быструю утомляемость глаз и общую физическую усталость организма. Поэтому очень важно правильно подобрать типы и количество светильников. Выполним расчет искусственного освещения методом светового потока в помещении для операторов, класс работы 6-й. Таблица 3.4 – Варианты заданий к лабораторной работе

Исходные данные	Варианты
	Пример	1	2	3	4	5	6	7	8
Нормируемая минимальная освещенность, Ен, лк	300	300	300	300	300	300	300	300	300
Площадь помещений S, м2	50	48	42	36	30	25	24	27	32
Коэффициент запаса К3	1,3	1,4	1,5	1,8	1,7	1,3	1,5	1,4	1,6
Коэффициент использования светового потока ηи	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44	0,44
Продолжение таблицы 3.4
Коэффициент неравномерности освещения Z	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1	1,2	1,1
Число светильников в помещении n	2	3	4	2	3	4	2	3	4
Высота помещения Н, м	3	2,6	2,3	2	1,8	1,6	1,7	1,9	2,1

1. Определяем высоту подвеса светильников над рабочей поверхностью h = H – h_p - h_c = 3 - 1,25 - 0,5=1,25 2. Находим индекс площади помещения і = АВ / [Н(А+В)] = 50 / [1,25(5 + 10)] = 2,7 3. Световой поток (лм) одной лампы или группы люминесцентных ламп одного светильника определяется по формуле  (3.12) Ф_к = 300 х 50 х 1,1 х 1,3 / (2 х 0,44) = 21450 / 0,88 = 24375 Для поверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки наклонной поверхности при общем локализованном освещении применяют точечный метод. В основу точечного метода положено уравнение  (3.13) где Е_A – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк; J_а – сила света в направлении от источника к расчетной точке А; определяется по кривой распределения светового потока выбираемого светильника и источника света; α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы света в точку А; r – расстояние от светильника до точки А, м.  Учитывая, что r = H / соs α и вводя коэффициент запаса k_З, получим E_A = J_acos3α / (Hk₃).

Расчёт электрического освещения  Цель работы: Изучить методику расчета освещенности применительно к производственным помещениям. Научится пользоваться справочной литературой при выборе светильников и источников света. 

Исходные данные: 

Тип помещения – механическая лаборатория 

Условия среды – нормальные 

Размеры помещения – А (длина) 18 м, В (ширина) 15 м, Н (высота) 3,8 м 

Высота рабочей поверхности от пола: h_Р=0,8 м

Освещенность – Е_Н=150 Лк 

1. Ход работы: 

Необходимо учитывать, что для помещений класса В-1, В-1а, В-2 следует применять светильники только с лампами накаливания. 

1.1.1 В рассчитываемом помещении зрительная работа связана с общим наблюдением за ходом технологического процесса, показаниями приборов, мнемосхемой, выполнением ремонтно-наладочных работ.  Принимаем, что фон в помещении светлый, контраст объекта с фоном средний. По таблице 1 выбираем разряд помещения, Е_Н,показатель ослепленности, коэффициент пульсации, коэффициент запаса К_З.  1.1.2 Технологическое оборудование расположено равномерно по площади помещения. Выбираем равную общую систему освещения.  1.1.3 Учитывая, что в помещении выполняется зрительная работа средней точности, различения цветов не требуется и высота менее 6 метров, принимаем в качестве источника лампу накаливания.  1.1.4 С учетом требований к светораспределению, условий среды, экономичности, выбрали светильник. 

Таблица 1.1 Данные светильника 

Тип	Мощность	Степень защиты	КСС	КПД, %	Способ монтажа
НСП 22	500	IР63	Г-1	67	На крюк

1.1.5 Задаёмся расстоянием светильника от перекрытия h_c=0,3 м.  1.1.6 Определили расчетную высоту светильника над рабочей поверхностью:  1.1.7 Учитывая, что L/h=0,8…1,2 определяем L – возможные расстояния между светильниками:  1.1.8 Принимаем расположение светильников по вершинам квадратов L=3,24 м.  1.1.9 Возможные расстояния от крайних светильников до стен:  1.1.10 Определяем количество светильников по длине помещения: 

1.1.11 Определяем количество светильников по ширине помещения:  1.1.12 Общее количество светильников:  1.1.13 Задаваясь масштабом выполняем план расположения светильников М₁. 

1.1.14 Расчет электрического освещения по методу коэффициента светового потока.  1.2 Выбираем коэффициенты отражений поверхностей потолка r_п=70%, r_с=50% и рабочей поверхности r_Р=30% 

Определяем индекс помещения: 

1.2.2 По таблице находим коэффициент использования светового потока h=0,56  1.2.3 Определяем световой поток одной лампы: 

1.2.4 Определяем допустимый предел светового потока для выбора лампы:  1.2.5 По справочнику выбрали лампу накаливания.  Таблица 1.2 Данные выбранной лампы 

Тип лампы	Световой поток, Лм	Диаметр колбы, мм	Длина, мм	h, мм
Г200/500	8300	112	240	180

1.2.6 Определяем фактическую освещенность:  1.2.7 Мощность осветительной установки:  Вывод: Изучили методику расчёта освещения производственного помещения. 

11.9. Расчет количества светильников.

Для освещения производственных помещений, как правило, следует предусматривать газоразрядные лампы низкого и высокого давления (люминесцентные, ДРЛ, ДРИ, металлогенные, натриевые, ксеноновые). В случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных источников света допускается использование ламп накаливания.             Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициента использования), учитывающий световой поток лампы Ф_л, лм, при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах.             При этой методике расчета по таблицам приведенным в СНиП 23-05-95 и СанПин 2.2.1./2.1.1.1278-03 принимаются необходимые нормативные и справочные данные используемые в расчетах.

Помещение характеризуется длиной, шириной, назначением использования, а также коэффициентами отражения потолка, стен и пола.

Определяется площадь помещения (S):

S = a^.b, где

а – длина помещения;

b – ширина помещения.

Рассчитывается индекс помещения:

;

, где

h – высота помещения;

h_р – расчетная высота;

h₁ - высота подвеса светильников;

h₂ – расстояние от пола до рабочей поверхности.

Определение требуемого количества светильников:

, где

Е – требуемая освещенность горизонтальной поверхности помещения, лк.  Определяется по таблицам для данного типа помещения;

k – коэффициент запаса (1,3-1,7);

z – коэффициент неравномерности (1,1- 1,15), z = Е_ср/Е_мин , где

Е_ср- средняя освещенность помещения;

Е_мин – минимальная освещенность помещения;

 - коэффициент использования осветительной установки, определяется по таблице коэффициентов для конкретной осветительной установки;

Ф – световой поток одной лампы, лм.

n– число ламп в одном светильнике.

Одним из наиболее простых и приближенных способов определения мощности ламп, необходимых для равномерного освещения какого-либо помещения, является расчет по методу удельной мощности.             Удельной мощностью, Вт/м2, называется отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади.             При таком методе расчета принимают, исходя из опытных данных, что для создания средней освещенности 100 лк на каждый квадратный метр площади освещаемого помещения требуется удельная мощность 16—20 Вт/м² при прямом освещении лампами накаливания и 6—10 Вт/м² при прямом освещении люминесцентными лампами

Задаваясь числом светильников (с лампами накаливания и лампами ДРЛ), определяют мощность одной лампы:

 P = ωS/n,

где S — освещаемая площадь помещения, м²; n — число светильников.

            Можно задаться мощностью лампы и определить необходимое число светильников.

            При люминесцентных лампах задаются числом рядов светильников, рассчитывают значение удельной мощности освещения. Далее определяют число светильников в ряду и их мощность.