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.