Штучне освітлення. Його нормування і розрахунок

Размещено на http://www.allbest.ru/

МНС УКРАЇНИ

Львівський державний університет безпеки життєдіяльності

ЛЕКЦІЯ

з дисципліни

“Виробнича санітарія ”

Штучне освітлення. Його нормування і розрахунок

Питання, що вивчаються на лекції

1. Штучне освітлення, нормування

2. Розрахунок штучного освітлення

1. Штучне освітлення, нормування

Штучне освітлення поділяється на робоче, аварійне, охоронне, чергове. Аварійне освітлення поділяється на освітлення безпеки та евакуаційне.

Робоче освітлення - освітлення, яке забезпечує нормовані освітлювальні умови (освітленість, якість освітлення) в приміщеннях і в місцях виконання робіт поза будинками.

Освітлення безпеки - освітлення для продовження роботи при аварійному відключенні робочого освітлення.

Евакуаційне освітлення - освітлення для евакуації людей із приміщення при аварійному відключенні робочого освітлення.

Охоронне освітлення - освітлення вздовж межі території, що охороняється.

Чергове освітлення - освітлення за відсутності основного робочого процесу.

Для загального штучного освітлення приміщень слід використовувати розрядні джерела світла, віддаючи перевагу за однакової потужності джерелам світла з найбільшою світловою віддачею і строком служби.

Світлова віддача джерел світла для штучного освітлення приміщень при мінімально-допустимих індексах кольоропередачі не повинна бути менше значень, наведених у таблиці 1.

Таблиця 1. Світлова віддача джерел світла для штучного освітлення приміщень при мінімально допустимих індексах кольоропередачі

Штучне освітлення може бути двох систем - загальне і комбіноване.

Робоче освітлення слід передбачати для всіх приміщень будинків, а також ділянок відкритих просторів, призначених для роботи, проходу людей та руху транспорту. Для приміщень, які мають зони з різними умовами природного освітлення та різними режимами роботи, повинно передбачатися окреме керування освітленням таких зон.

За необхідності частина світильників робочого або аварійного освітлення може бути використана для чергового освітлення.

Нормовані характеристики освітлення в приміщеннях і зовні будинків може забезпечуватися як світильниками робочого освітлення, так і спільним з ним освітленням світильниками безпеки і (або) евакуаційного освітлення.

Для освітлення приміщень слід використовувати, як правило, найбільш економічні розрядні лампи. Використання ламп розжарювання для загального освітлення допускається тільки у випадках неможливості або техніко-економічної недоцільності використання розрядних ламп.

Для місцевого освітлення, крім розрядних джерел світла, рекомендується використовувати лампи розжарювання, в тому числі, галогенні.

Застосування ксенонових ламп у приміщеннях не дозволяється.

Основні вимоги до виробничого освітлення. Для створення сприятливих умов зорової роботи освітлення робочих приміщень повинно задовольняти таким умовам:

- рівень освітленості робочих поверхонь має відповідати гігієнічним нормам для даного виду роботи;

- мають бути забезпечені рівномірність та часова стабільність рівня освітленості у приміщенні, відсутність різких контрастів між освітленістю робочої поверхні та навколишнього простору;

відсутність на робочій поверхні різких тіней (особливо рухомих);

- у полі зору предмета не повинно бути сліпучого блиску);

- - штучне світло, що використовується на підприємствах, за своїм спектральним складом має наближатися до природного;

- не створювати небезпечних та шкідливих факторів (небезпеку ураження струмом, пожежо- та вибухонебезпечність);

- бути надійним, простим в експлуатації та економічним.

Штучне і суміщене освітлення слід проектувати з урахуванням вимог до ультрафіолетового випромінювання згідно з чинними нормативними документами, затвердженими МОЗ України.

Нормування штучного освітлення. Норми необхідних рівнів освітлення робочих поверхонь встановлені будівельними нормами і правилами залежно від прийнятих джерел світла і системи освітлення. Цей документ регламентує мінімально допустимі значення освітлення і не забороняє використовувати підвищене освітлення, коли це доцільно. У норми закладено тенденцію підвищення освітлення, коли її можна збільшити покращанням економічності освітлювального обладнання.

Норми освітлення робочих поверхонь у виробничих приміщеннях наведено у довідниках, з яких видно, що роботи усіх видів розбито на розряди, в основу градації яких покладено мінімальний розмір об'єкту розрізняння, і на під розряди, диференційовані залежно від контрасту між предметом, що розглядається і фоном. Ще одним чинником, що визначає вимоги до освітлення, є характеристика (коефіцієнт відбивання) фону.

Варто зауважити, що, починаючи з робіт малої точності (VI-VIII розряди), нормується освітлення тільки системи загального освітлення, оскільки необхідні рівні освітлення є відносно низькими, а характеристика робіт є такою, що улаштовувати місцеве освітлення доцільно але неможливо. Норми передбачають збільшення табличних значень освітлення у таких випадках: якщо відстань від об'єкта розглядання до очей працівника є більшою від 0,5 м; за виконання напруженої зорової роботи протягом усього робочого дня; за підвищеної небезпеки травматизму; за спеціальних підвищених санітарних вимог (наприклад, на підприємствах з виробництва харчової або фармацевтичної продукції); під час роботи або виробничого навчання підлітків; за відсутності у приміщенні природного освітлення.

Крім цього, варто зауважити, що освітлення необхідно збільшувати залежно від зменшення розміру об'єкту розрізнення, контрасту розглядуваного предмета з фоном і коефіцієнта відбивання фону. Необхідні рівні освітлення можна знизити у виробничих приміщеннях під час короткочасного перебування у них працівників або за наявності обладнання, що не потребує постійного обслуговування.

2. Розрахунок штучного освітлення

Розрахунок здійснюють у певній послідовності. Передусім обирають тип джерела світла, систему освітлення і за довідниковими даними визначають норму освітлення. Потім, віддаючи перевагу конкретному типу світильників і способу освітлення, розміщують їх у приміщенні і розраховують освітленість у необхідних точках. Далі уточнюють розміщення і кількість світильників, визначають одиницю потужності ламп.

Під час вибору джерел світла керуються такими міркуваннями. У приміщеннях з високими вимогами до якості кольоропередавання, температурою повітря >10^оС і відсутності небезпеки травматизму у зв'язку зі стробоскопічним ефектом віддають перевагу економічним газорозрядним лампам. Люмінесцентне освітлення варто використовувати у приміщеннях за недостатності або відсутності природного освітлення і виконання точних робіт.

Визначаючи систему освітлення, враховують більшу економічність системи комбінованого освітлення і на противагу досконалість у гігієнічному відношенні системи загального освітлення, оскільки остання дає змогу рівномірніше розподілити світловий потік і яскравість у полі зору. Покращання конструкцій освітлювальних приладів обов'язково повинно привести до витіснення комбінованого освітлення, тому по можливості необхідно виключати використання місцевих світильників. Однак при виконанні робіт І…V розрядів для створення необхідної направленості світлового потоку виключення блиску доцільно використовувати комбіноване освітлення.

У разі вибору системи загального освітлення приймають до уваги те, що локалізоване освітлення дозволяє отримати високі рівні освітлення на окремих ділянках робіт без підвищення економічних витрат, а також у разі нерівномірного розміщення обладнання по площі приміщення.

Тип світильника визначають за технологічними умовами з врахуванням вимог до розподілення яскравості у полі зору працівників. Вибір конструктивного виконання світильників залежить від стану повітряного середовища у цьому приміщенні.

Розміщення світильників у приміщенні за системи загального освітлення залежить від висоти їх підвішування над освітленою площиною. Дотримуючись оптимального відношення відстані між світильниками l до висоти їх підвішування h, досягають необхідної рівномірності освітлення робочих поверхонь. Необхідно також обрати відстань l₁ між світильниками і стіною. Якщо робочі поверхні горизонтальні і розміщені безпосередньо біля стін, то рекомендовано приймати l₁ = (0,25...0,3)l. Якщо вздовж стін знаходяться проходи, то l₁ = (0,4...0,5)h.

Світильники з люмінесцентними лампами у приміщенні зазвичай розміщують рядами, відстань між ними приймають (1,2...1,5)/h залежно від типу світильників.

Розрахунок методом питомої потужності використовують для орієнтовних або перевірочних розрахунків освітлення у приміщеннях за рівномірного розміщення у них світильників. Значення питомої потужності Р_у залежать від багатьох змінних, але для оптимального розміщення світильників відомого типу, заданого освітлення і висоти підвішування вони є відомими (у довідковій літературі).

Потужність однієї лампи, Вт, розраховують:

P_л = Р_уS_п/п_л,

де P_У - питома потужність світильників, необхідна для освітлення приміщень, Вт/м²; S_п - площа підлоги, м²; п_л - кількість ламп.

Отриманий результат заокруглюють до ближчого більшого значення стандартної потужності лампи. У довідниках зазвичай вказані питомі потужності з врахуванням призначення виробничих приміщень (для креслярських залів Р_у = 24...28 Вт/м², для доїльних залів-- 15,5, для складів -- 2,5 Вт/м² тощо).

Розрахунок методом світлового потоку дає змогу визначити світловий потік ламп за заданого освітлення робочої поверхні, загального освітлення з рівномірним розміщенням світильників, з врахуванням відбитого стінами і стелею світла. Метод непридатний у таких випадках: під час розрахунку направленого сконцентрованого світлового потоку; для локалізованого, місцевого і зовнішнього освітлення; за не горизонтальності робочих поверхонь. штучний освітлення електричний

Розраховують, лм, світловий потік:

Ф_л =

де Е_тiп -- мінімальна освітленість за нормою, лк; S_n -- площа підлоги освітлюваного приміщення, м²; k -- коефіцієнт запасу, що залежить від типу використовуваних ламп і кількості пилу, що виділяється у приміщенні; z - коефіцієнт, враховуючий нерівномірність освітлення і залежить від типу використовуваних світильників; Е_ср - середнє освітлення горизонтальної поверхні, лк; п_с - кількість світильників у приміщенні; з_с - коефіцієнт використання світлового потоку, що є відношенням світлового потоку встановленої у світильнику лампи до світлового потоку, що падає на розрахункову поверхню як безпосередньо від світильника, так і тому, що відбився від стелі і стін.

Показник приміщення ц визначають залежно від типу світильника, відбивної здатності стін та стелі, розмірів приміщення:

,

де А та В - довжина та ширина приміщення, м; Н- висота підвіски світильників над робочою поверхнею, м.

За знайденим значенням Ф_л і табличними даними обирають стандартну лампу, заокруглюючи отримане розрахункове значення світлового потоку у більший бік. Потім визначають електричну потужність освітлювального обладнання і дійсне освітлення, лк, яке порівнюють з нормативним:

Е_д = Ф_л.тn_сз_с/(S_пkz),

де Ф_л.т -- світловий потік обраної лампи, лм.

Розрахунок точковим методом - визначають світловий потік ламп, необхідний для створення необхідного освітлення за будь-якого розміщення освітлюваної поверхні і світильників у разі, коли відбите світло є незначним. Метод використовують для розрахунку внутрішнього і зовнішнього освітлення.

В основі методу є відоме світлотехнічне співвідношення, що визначає залежність освітленості поверхні Е, створеної точковим джерелом світла, від сили світла І, відстані до поверхні r і кута падіння світла на цю поверхню б:

Е = I cos б/r².

Електричні і світлові характеристики ламп

В якості розрахункової приймають точку з найменшим освітленням точка А на рис. 1. Оскільки світловий потік світильників є ще невідомим, то розраховують не дійсне, а умовне освітлення Е_е, тобто те, яке було б створене у розрахованій точці, якби у світильниках обраного типу знаходилися лампи з умовним світловим потоком у 1000 лм. Для випадку, що відповідає рис. 4:

де I_i -- сила світла обраного світильника у напрямку розрахункової точки, кд,що визначається за кривими сили світла - графіками просторових ізолюкс конкретного світильника; б_i кут між віссю світильника і лінією, що з'єднує світловий центр світильника з заданою точкою; h = rcos б - розрахункова висота підвішування, м.

Рис. 1. До розрахунку освітлення, що створюється у точці деякими світильниками

Щоб знайти дійсне освітлення, необхідно умовне освітлення помножити на коефіцієнт, що враховує відмінність дійсного значення світлового потоку прийнятої лампи від умовного і дорівнює 10^-3 Фл. Крім цього, у формулу для визначення Е_д необхідно ввести коефіцієнт м, що враховує вплив віддалених світильників і відбитого світла. Необхідно також мати на увазі, що під час експлуатації освітлювальна установка перестає задовольняти поставленим до неї вимогам через „старіння” лампи (світловий потік до кінця терміну служби зменшується на 15…20%), зниження відбиваючих властивостей поверхонь світильників внаслідок корозії, запилення світильників. Зниження дійсного освітлення враховують коефіцієнтом запасу k. Враховуючи викладене, освітлення, лк:

E_д = ,

тоді світловий потік лампи, лм:

Ф_л =

де Е_тin -- мінімальне освітлення за нормами, лк. Рис. 2. До розрахунку освітлення похилої площини

Якщо необхідно розрахувати освітлення похилої площини, то через розрахункову точку, що знаходиться на цій площині, проводять додаткову горизонтальну. Зв'язок між горизонтальним освітленням у розрахунковій точці Е_т і освітленням похилої площини виражають співвідношенням

Е_н = шE_г,

де ш = cos и ±р sin и/h. Величини и, р, h показано на рис. 2.

Суміщене освітлення приміщень виробничих будинків слід передбачати:

- для виробничих приміщень, в яких виконуються роботи І-ІІІ розрядів;

- для виробничих та інших приміщень у випадках, коли за умов технології, організації виробництва або клімату в місці будівництва необхідні об'ємно-планувальні рішення, які не дозволяють забезпечити нормоване значення КПО (багатоповерхові будинки великої ширини тощо), а також у випадках, коли техніко-економічна доцільність суміщеного освітлення порівняно з природним підтверджена відповідними розрахунками;

- відповідно до нормативних документів з будівельного проектування будинків і споруд окремих галузей промисловості, затверджених в установленому порядку;

- суміщене освітлення приміщень житлових, громадських і допоміжних будинків допускається передбачати у випадках, коли це потрібно за умов вибору раціональних об'ємно-планувальних рішень за винятком житлових кімнат та кухонь житлових будинків і гуртожитків, віталень і номерів, готелів, спальних приміщень санаторіїв і будинків відпочинку, групових і гральних дитячих дошкільних закладів, палат лікувально-профілактичних установ.

Загальне (незалежно від прийнятої системи освітлення) штучне освітлення виробничих приміщень, призначених для постійного перебування людей, повинно забезпечуватися розрядними джерелами світла.

Застосування ламп розжарювання допускається в окремих випадках, коли за умов технології, середовища або вимог до оформлення інтер'єра використання газорозрядних джерел світла неможливе або недоцільне.

Нормовані значення КПО для виробничих приміщень повинні прийматися як для суміщеного освітлення за таблицею 1 та додатком И ДБН.В.2.5-28-2006.

Для виробничих приміщень нормовані значення КПО наведено в табл. 2.

Таблиця 2.

Нормовані значення КПО

Література