Искусственное освещение, нормирование и расчет

Для искусственного освещения помещений используются лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Нормирование искусственной освещенности

Нормы освещенности при искусственном освещении. Таблица 5

Окончание табл. 5

Средней точности	Св. 0,5 до 1,0	IV	а	Малый	Темный	750	200	300	40	20
			б	Малый Средний	Средний Темный	500	200	200	40	20
			в	Малый Средний Большой	Светлый Средний Темный	400	200	200	40	20
			г	Средний Большой	Светлый Средний	—	—	200	40	20
Любое наблюдение за ходом производствн- ного процесса при постоянном пребывание людей в помещении	Св. 5	VIII	а	Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном		—	—	200	40	20
			б			—	—	75	—	—

Нормы освещенности рабочих поверхностей в производственных помещениях приведены в таблице 5. Из таблицы видно, что работы всех видов разбиты на разряды, в основу градации которых положен минимальный размер объекта различения, и на подразряды, дифференцированные в зависимости от контраста между рассматриваемым предметом и фоном. Еще одним фактором, определяющим требования к освещению, является характеристика (коэффициент отражения) фона.

Нормы предусматривают увеличение табличных значений освещенности в следующих случаях:

1. Если расстояние от рассматриваемого объекта до глаз работающего больше 0,5м.

2. При выполнении напряженной зрительной работы в течение всего рабочего дня.

3. При повышенной опасности травматизма.

4. При специальных повышенных санитарных требованиях (например, на предприятиях по производству пищевой или фармацевтической продукции).

5. При работе или производственном обучении несовершеннолетних.

6. При отсутствии в помещении естественного света.

Расчет искусственного освещения

Общие принципы расчета. Расчет искусственного освещения ведут в определенной последовательности. Прежде всего выбирают тип источника света, систему освещения и по таблице определяют норму освещенности. Затем, отдав предпочтение конкретному типу светильников и способу освещения, размещают их в помещении и рассчитывают освещенность в интересующих точках. После этого уточняют размещение и число светильников, определяют единичную мощность ламп.

Тип светильника определяют по технологическим условиям с учетом требований к распределению яркости в поле зрения работающих. Выбор конструктивного исполнения светильников зависит от состояния воздушной среды в данном помещении (наличия пыли, влаги, пожаро- или взрывоопасных веществ).

Основные методы расчета. Каждый метод применяют для ориентировочных или проверочных расчетов освещенности в помещениях при равномерном расположении в них светильников.

Расчет методом светового потока. Этот метод позволяет определить световой поток ламп при заданной освещенности рабочей поверхности, общем освещении с равномерным расположением светильников, с учетом отраженного стенами и потолком света. Метод светового потока непригоден в следующих случаях: при расчете направленного сконцентрированного светового потока; для локализованного, местного и наружного освещения; при негоризонтальном положении рабочих поверхностей.

В этом случае рассчитывают лампы или группы ламп светильника, лм, световой поток

,

где - минимальная освещенность по норме, лк; - площадь пола освещаемого помещения, м²; - коэффициент запаса, зависящий от типа применяемых ламп и количества выделяющейся в помещении пыли: =1,3…2; - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения и зависящий от типа применяемых светильников: ; - средняя освещенность горизонтальной поверхности, лк; - число светильников в помещении; - коэффициент использования светового потока, представляющий собой отношение светового потока установленной в светильнике лампы к световому потоку, падающему на расчетную поверхность как непосредственно от светильника, так и отразившемуся от потолка и стен: в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка и стен =0,1…0,7.

По найденному значению  выбирают стандартную лампу, округляя полученное расчетное значение светового потока в большую сторону. Затем определяют электрическую мощность осветительной установки и действительную освещенность, лк

,

где -световой поток выбранной лампы, лм.

Расчет методом удельной мощности. Данный метод применяют для ориентировочных или проверочных расчетов освещенности в помещениях при равномерном расположении в них светильников. Значения удельной мощности P_у зависят от многих переменных, но для случаев оптимального расположения светильников известного типа, заданной освещенности и высоты подвеса они известны. Их можно найти в справочной литературе.

В этом случае мощность одной лампы, Вт, рассчитывают по формуле

,

где - удельная мощность светильников, необходимая для освещения помещений, Вт/м²; - площадь пола, м²; n_л- число ламп.

Полученный результат округляют до ближайшего большего значения стандартной мощности лампы.

В справочниках обычно указаны удельные мощности с учетом назначения производственных помещений. Например, для чертежных залов =24…28 Вт/м², для доильных залов – 15,5, для телятников – 8, для складов – 2,5 Вт/м² и т.д.

Расчет точечным методом. Данным методом определяют световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности при любом расположении освещаемой поверхности и светильников в случаях, когда отраженный свет несуществен. Точечный метод применим для расчета как внутреннего, так и наружного освещения.

В основе метода лежит известное светотехническое соотношение, определяющее зависимость освещенности поверхности Е, создаваемой точечным источником света, от силы света I, расстояния до поверхности r и угла падения света на эту поверхность α

.

В качестве расчетной принимают точку с наименьшей освещенностью. Так как световой поток светильников еще неизвестен, то вычисляют не истинную, а условную освещенность , т.е. ту, которая была бы создана в расчетной точке, если бы в светильниках выбранного типа находились лампы с условным световым потоком в 1000 лм. Для случая, соответствующего расчету освещенности, создаваемой в точке несколькими светильниками:

,

где I_i – сила света выбранного светильника в направлении расчетной точки, кд, определяемая по кривым силы света – графикам пространственных изолюкс конкретного светильника; α_i – угол между осью светильника и линией, соединяющей световой центр светильника с заданной точкой;  - расчетная высота подвеса, м.

Чтобы найти действительную освещенность, следует условную освещенность умножить на коэффициент, учитывающий отличие истинного значения светового потока принятой лампы от условного и равный 10^-3 Ф_л. Кроме того, в формулу для определения Е_д следует ввести коэффициент μ=1,01…1,1, учитывающий влияние удаленных светильников и отраженного света. Необходимо также иметь в виду и тот факт, что в процессе эксплуатации осветительная установка перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям из-за “старения” лампы (световой поток к концу срока службы уменьшается на 15…20%), снижения отражательных свойств поверхностей светильников вследствие коррозии, запыления светильников. Снижения действительной освещенности от указанных факторов учитывают коэффициентом запаса k, значения которого находятся в пределах 1,3…2.

Исходя из выше изложенного освещенность, лк

.

Из последней формулы можно выразить световой поток лампы, лм

,

где E_min – минимальная освещенность по нормам, лк.

Если необходимо рассчитать освещение наклонной плоскости, то через расчетную точку, лежащую на этой плоскости, проводят вспомогательную горизонтальную плоскость. Связь между горизонтальной освещенностью в расчетной точке Е_r и освещенностью наклонной плоскости Е_н выражается соотношением

,

где .