Освещение – важная часть жилого или производственного помещения, не только с точки зрения дизайна, но и с точки зрения пользы для человека. Метод коэффициента использования светового потока – это способ расчета системы освещения. Расчет нужно производить заблаговременно, его результаты повлияют на конечный вид помещения, электрические схемы осветительной части, расположение и количество источников света. Давайте рассмотрим, как им пользоваться и что это вообще такое!
Охрана труда и безопасность жизнедеятельности
При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:
- Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
- Определить количество необходимого света.
- Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
- Определиться с типом и количеством светильников.
- От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
- Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
- Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.
Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.
Производственное освещение. Расчет искусственного освещения
На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия.
Например:
Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).
Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.
Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.
Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.
Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.
к содержанию ↑Метод расчета освещенности
Норма освещенности выбирается согласно СНиП II-4-79, на нее влияют:
- характеристика зрительной работы;
- размер деталей, с которыми работает человек на своем рабочем месте;
- цвет детали, ее контраст с фоном (например, цветом рабочего стола);
- цвет фона (темный, средний, светлый).
На основании этого определяют освещенность в люксах (Лк). На упаковке от лампы вы могли видеть такую характеристику, как световой поток, он указан в люменах (Лм), так вот 1 Лк, это 1 люмен на 1 м2.
Отсюда следует, что чем больше площадь, тем больше люменов от светильника нам нужно. Кроме площади, на это влияет и высота подвеса источника света, и цвет потолка и стен. Здесь действует правило обратных квадратов – при увеличении расстояния в 2 раза, освещенность падает в 4 раза. Энергия света распределена по поверхности сферы. То есть по квадрату радиуса.
Темный потолок и стены плохо отражают свет, это ведет к увеличению количества светильников, позже мы убедимся в этом исходя из приведенных формул.
Обозначения:
- ЛН – лампа накаливания;
- ЛЛ – люминесцентная;
- LED – светодиодная;
- ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
- ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
- ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.
Первая формула выглядит так:
Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η)
Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.
Вторая формула помогает найти количество светильников для обеспечения светового потока и освещенности:
N=(Emin*k*S*Z)/(Ф*N*n)
- Ф – это количество Люмен или световой поток.
- Emin – минимальная освещенность, нормированная величина, о которой мы сказали в начале этого раздела;
- k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1. Вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных);
- S – площадь освещаемого пространства;
- Z – Коэффициент неравномерности освещения, для ЛЛ – 1,15, для остальных – 1,1;
- N – количество светильников;
- n – количество ламп в светильнике;
- η – коэффициент использования светового потока.
Рассчитать сколько всего мощности потребляют все светильники можно по простой формуле:
Pобщ=Pлампы*N*n
Порядок действий при расчете:
- Определить схему освещения.
- На основании указанных выше норм и правил определить нормированную освещенность.
- Выбрать тип источников света.
- Выбрать тип светильников.
- Проанализировать условия работы светильников и определить k и Z на основании анализа.
- В соответствии с покрытием стен и потолка, оценить коэффициент отражения поверхностей (r).
- Индекс помещения i.
- Вычислить η.
- Рассчитать N и Ф.
- Выполнить схему расположения источников света с указанием типа светильников, ламп, их количества, которые обеспечат Emin.
После того как вы определили нормы освещенности, нужно выбрать тип ламп в зависимости от удобства обслуживания и надежности работы в конкретных условиях, а также по количеству люмен на 1 Вт мощности. Лампы накаливания выдают 7–20 лм/Вт, люминесцентные – около 75 лм/Вт, светодиодные – 100 лм/Вт, ДРЛ – 90 лм/Вт.
Коэффициент запаса k
На самом деле коэффициент снижения светового потока k зависит в большей степени не от типа используемых ламп, а от условий окружающей среды.
Коэффициент неравномерности Z
Коэффициент неравномерности Z зависит от симметричности расположения светильников, как отношения L/h (расстояние между светильниками/высота подвеса)
h=H-hсв-hр,
где H – высота потолка, hсв – высота от потолка до нижней части светильника, hр – высота от пола до освещаемой плоскости (станка, рабочего стола и пр.), например, для светильников, расположенных по углам прямоугольника Z находится в пределах от 1,4 до 2, в шахматном порядке – 1,7–2,5. Если светильники расположены в ряд можно использовать те значения, что даны в описании формулы. При общей схеме освещения на потолке расположено достаточно много светильников, что может слепить персонал, поэтому такую схему рекомендуется применять, если есть возможность подвеса источников света на высоте 2,5 и выше.
Коэффициент использования светового потока
Коэффициент использования светового потока, зависит как от цвета стен и потолка (коэффициент отражения света) в таблице это вторая и третья строки (рП и рС), так и от формы излучения светильников (первый ряд в таблице). Форму излучения можно узнать из технической документации к конкретному прибору или сравнить со схематическими изображениями типовых пучков света. В итоге определяется по таблице:
Как вы могли заметить, нам осталось определить i – индекс помещения. Это вычислить ее можно по формуле:
i= (AB)/(h*(A+B)),
где A и B – длина и ширина помещения, h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.
к содержанию ↑Пример расчета
Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3
Тогда:
hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м.
Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы
Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6
Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.
Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:
Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.
Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:
Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.
Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:
A=10, B=20
L0=4,6м,
(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.
Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:
(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.
Индекс помещения:
I=(10*20)/2,9*(10+20)=2,29
Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6
Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.
Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.
Загрузка...
