Проектирование и расчет электрического освещения

В общих нормах [2, табл. 1] значения освещенности внутри помещений промышленных предприятий приводятся для разрядных источников света. При использовании ламп накаливания нормируемые освещенности должны быть снижены на 1 или 2 ступени стандартной шкалы.

В табл. 2 [2] приведены значения нормируемой освещенности для помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий в зависимости от характеристики зрительной работы (точности различения объектов, обзора окружающего пространства, ориентировки в пространстве интерьера и в зонах передвижения), размера объекта различения (от 0,15 мм и независимо от размера объекта различения), разряда зрительной работы (установлено восемь разрядов зрительной работы (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З) в зависимости от характеристики зрительной работы и размера объекта различения), относительной продолжительности зрительной работы при направлении зрения на рабочую поверхность (менее 70 %, не менее 70 % и независимо от продолжительности зрительной работы) и подразряда зрительной работы (установлены подразряды – 1, 2 в зависимости от продолжительности зрительной работы на рабочую поверхность и характеристики зрительной работы.

Нормы освещения, принимаемые по [2, табл. 2] могут быть повышены на одну ступень или снижены на одну или две ступени в зависимости от конкретных данных.

Для того чтобы выбрать нормируемую освещенность по табл. 1, 2 [2] необходимо знать характеристики рабочего процесса, различения объектов, обзора окружающего пространства и т.п., но даже и знание этого не всегда позволяет правильно выбрать разряд и подразряд зрительной работы. Поэтому эти нормы в основном используются для составления отраслевых норм, которые содержат значения освещенности уже для конкретных помещений [10, 12].

В [2] приведены нормируемые значения освещенности общепромышленных помещений и сооружений (приложение И), основных помещений общественных и жилых зданий, административных и бытовых зданий предприятий (приложение К).

В общих и отраслевых нормах кроме количественных показателей освещенности регламентированы также качественные показатели. Для осветительных установок промышленных предприятий такими показателями являются: коэффициент пульсации освещенности, показатель ослепленности, коэффициент естественной освещенности. Коэффициент пульсации освещенности (Кп) устанавливается нормами в пределах 10 … 20 %. Под коэффициентом пульсации понимается критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током и выражается формулой:

 (2.1)

где Еmax, Еmin – соответственно максимальное и минимальное значения освещенности за период ее колебания, лк;

Еср – среднее значение освещенности за этот же период, лк.

Показатель ослепленности (Р) регламентируется в пределах 10 … 40 в зависимости от точности зрительных работ. Показатель ослепленности является критерием оценки слепящего действия осветительной установки и определяется выражением:

Р = (S-1)×1000, (2.2)

где S – коэффициент ослепленности равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии слепящих источников в поле зрения.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) устанавливается нормами для естественного освещения в пределах 0,1 … 4, для совмещенного освещения – 0,1 … 6. Под коэффициентом естественной освещенности понимается отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражения), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.

Для осветительных установок помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий качественными характеристиками освещения являются: цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта (М), коэффициент пульсации освещенности (Кп); коэффициент естественной освещенности устанавливается только для естественного освещения. Цилиндрическая освещенность характеризует насыщенность помещения светом и определяется как средняя плотность светового потока на поверхности вертикально расположенного в помещении цилиндра, радиус и высота которого стремятся к нулю.

Явление зрительного дискомфорта характеризуется как ощущение неудобства или напряженности, возникающее при неравномерном распределении яркости в поле зрения. В нормах приводятся максимально допустимые показатели дискомфорта 15 … 90 в зависимости от уровня освещенности.

Коэффициент пульсации освещенности как и для осветительных установок промышленных предприятий устанавливается в пределах 10 … 20 %.

Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако, в связи с тем, что период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной, а именно, равна последней, умноженной на коэффициент запаса, значения которого регламентированы нормами. Этот коэффициент учитывает снижение светового потока источников света к концу срока службы, запыление светильников, старение последних, т.е. ухудшение характеристик, не восстанавливаемых очисткой, и снижение коэффициентов отражения стен и потолка помещения. Необходимый коэффициент запаса зависит от количества и характера пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент запаса повышается), типа светильников, и, конечно периодичности очистки последних. В зависимости от указанных обстоятельств значение коэффициента запаса может находиться в пределах 1,3 … 2 и принимается по табл. П6.

Таким образом, при выполнении проекта осветительной установки для каждого помещения по отраслевым нормам [10, 12, 2 (приложения Н, К)] должны быть определены минимальные освещенности (Еmin) на рабочих местах в зависимости от принятой системы освещения, ориентировочно определен коэффициент запаса (Кз), который при выборе светильников может быть скорректирован, а также выписаны регламентированные значения всех качественных показателей освещения.

2.3 Выбор типа светильников, высоты подвеса и схем их размещения

2.3.1 Назначение, характеристика и типы светильников

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия и предназначены они для рационального перераспределения светового потока ламп, а также защита глаз от чрезмерной яркости, предохраняют источников света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (или) рассеивателя, патрона и крепящего устройства.

Все светильники в зависимости от соотношения светового потока, излучаемого в нижнюю полусферу (Ф) ко всему световому потоку светильника (Фсв) подразделяются на следующие пять классов:

П – прямого света

Н – преимущественно прямого света

Р – рассеянного света

В – преимущественно отраженного света

О – отраженного света

.

Каждый из светильников может характеризоваться одной из семи типовых кривых силы света: концентрированной (К), глубокой (Г), косинусной (Д), полуширокой (Л), широкой (Ш), равномерной (М) и синусной (С). Типовые кривые приведены на рис. 2.1.

Соотношение световых потоков и кривые светораспределения являются важнейшими светотехническими характеристиками светильника, определяющими распределение его светового потока в пространстве, окружающем светильник.

Рис. 2.1. Типовые кривые силы света светильников

По конструктивному исполнению в общем случае светильники делятся на:

открытые – лампа не отделена от внешней среды;

защищенные – лампа защищена от механических повреждений;

закрытые – защищены от проникновения пыли и механических повреждений лампы;

пыленепроницаемые – защищены от проникновения тонкой пыли;

влагозащищенные – противостоят воздействию влаги;

взрывозащищенные – противостоят появлению взрыва (В – взрывонепроницаемые, Н – повышенной надежности против взрыва).

Аналогично с классификацией электрического оборудования по конструктивному исполнению, которая определяет одновременно степень защиты оборудования от попадания внутрь них твердых посторонних тел (в частности пыли), степени защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями, расположенными внутри оболочки изделий и степени защиты от влаги, для светильников также установлена международная система защиты, состоящая из букв IP (International Protection) и двух цифр, обозначающих степень защиты. Первая цифра определяет защиту лампы от пыли. Существует шесть следующих классов защиты светильников от пыли:

незащищенные (открытые – 2, перекрытые – 2');

пылезащищенные (полностью – 5, частично – 5');

пыленепроницаемые (полностью – 6, частично – 6'),

и семь следующих классов защиты от влаги:

0 – водонезащищенный – защита отсутствует;

2 – каплезащищенный – защита от капель, падающих сверху под углом к вертикали 15о;

3 – защищенный – защита от капель или струй воды, падающих сверху под углом к вертикали 60о;

4 – брызгозащищенный – защита от попадания капель или брызг под любым углом;

5 – струезащищенный – защита от попадания воды при обливании струей под любым углом;

7 – водонепроницаемый – защита от попадания воды при кратковременном погружении в воду;

8 – герметичный – защита от попадания воды при неограниченно долгом погружении в воду.

Если указана цифра со "штрихом" буквы IP в обозначении защиты не указываются, например 6'3.

Защита светильников от пыли, воды и агрессивных сред обеспечивается, как правило, конструкционными и светотехническими материалами, различной степенью герметизации внутреннего объема светильника или его отдельных полостей, токоведущих элементов и (или) электрических контактов.

Кроме этого, основными характеристиками светильников являются:

коэффициент усиления (Ку), представляющий отношение максимальной силы света светильника (Iмакс) к средней сферической силе света (Iср.сф.):

,                                                         (2.3)

где .

Коэффициент усиления характеризует увеличение силы света светильника в заданном направлении;

коэффициент полезного действия (h):

,                                                              (2.4)

где    Фсв – световой поток светильника;

Фл – световой поток источника света;

защитный угол (g) – определяет степень защиты глаза от воздействия ярких частей источника света.

На рис. 2.2 приведена структура обозначения и маркировка светильников в соответствии с ГОСТ 13828-74.

Рис. 2.2. Структура обозначения и маркировка светильников

Примеры обозначений светильников:

НСП05´500-016-У3 – светильник с лампой накаливания мощностью 500 Вт, общего назначения, подвесной для промышленных предприятий, серии 05, модификации 016, климатическое исполнение У, категория размещения 3;

ЛС02-2´40-005-У3 – светильник с двумя люминесцентными лампами мощностью по 40 Вт, подвесной, для общественных зданий, серии 02, модификации 005, климатическое исполнение У, категория размещения 4;

РКУ08´400-014-ХЛ1 – светильник с ртутной лампой типа ДРЛ мощностью 400 Вт, консольный, уличный, серии 08, модификации 014, климатическое исполнение ХЛ (холодный климат), категория размещения 1.

Наряду с приведенным условным обозначением светильникам могут присваиваться собственные имена, например: "Глубокоизлучатель". Кроме того, действуют еще более ранние ГОСТы, а также обозначения, присваемые заводом изготовителем. Все это создает определенные трудности в расшифровке условного обозначения светильников.

При существующем многообразии светильников основными отличительными особенностями их являются тип источника света, его мощность, конструктивное исполнение с определенной защитой от воздействия окружающей среды, светораспределение.

В табл.2.1 приведены основные параметры некоторых типов светильников, применяемых для общего освещения производственных помещений и помещений общественных зданий.

Таблица 2.1 Номенклатура и основные параметры некоторых светильников

Страницы: 1, 2, 3, 4