Світлотехнічні розрахунки освітлювальної установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗМІСТ

ВСТУП

1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1.1 Основні вимоги до освітлювальних установок промислових приміщеннях

1.2 Вибір джерел світла. Загальні вимоги

1.3 Світильники. Світлотехнічний вибір

1.4 Світлотехнічний розрахунок. Загальні вказівки

2 СВІТЛОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Технічна характеристика будівлі та аналіз зорових задач

2.2 Вибір системи освітлення

2.3 Вибір джерел світла

2.4 Вибір світлових приладів

2.5 Світлотехнічні розрахунки освітлювальної установки

2.5.1. Розрахунок потужності ОУ методом коефіцієнта використання

2.5.2 Розрахунок потужності ОУ за допомогою програми DIALux

2.6 Розрахунок якісних показників досліджувальної освітлювальної установки

2.6.1 Розрахунок показника дискомфорту (засліпленості)

2.6.2 Розрахунок циліндричної освітленості

2.6.3 Визначення коефіцієнта пульсації

3 ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНА ЧАТИНА

3.1 Загальні питання електропостачання освітлювальних установок

3.1.1 Надійність дії освітлювальних установок

3.1.2 Електробезпека освітлювальних установок

3.1.3 Пожежобезпека освітлювальних установок

3.2 Проектування живильних і групових мереж

3.2.1 Вибір схеми живлення

3.2.2 Вибір групового щита освітлення

3.3 Визначення розрахункових навантажень

3.4 Розрахунок мережі на мінімум провідникового матеріалу

3.5 Розрахунок мережі по тривало допустимому струму навантаження

3.6 Захист освітлювальної мережі

3.7 Рекомендації з монтажу освітлювальних установок

4 ОХОРОНА ПРАЦІ

4.1 Завдання в галузі охорони праці

4.2 Аналіз умов праці в проектній лабораторії з розробки освітлювальної установки для майстерні. Виявлення небезпечних і шкідливих виробничих факторів

4.3 Розробка організаційних і технічних заходів з охорони праці

4.3.1 Розробка організаційних заходів з охорони праці

4.3.2 Розробка технічних заходів з охорони праці

4.3.3 Вибір системи опалення приміщення лабораторії

4.3.4 Забезпечення нормативного освітлення в науково-дослідній

лабораторії

4.4 Забезпечення електробезпеки у виробничому приміщенні лабораторії

4.5 Забезпечення пожежної безпеки

4.6 Долікарська допомога потерпілим при нещасних випадках

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

приміщення промисловий установка освітлюваний



ВСТУП

Світло - один з факторів зовнішнього середовища, що має багатосторонню біологічну дію і відіграє першочергову роль у регуляції найважливіших життєвих функцій організму.

Світлове середовище (освітлення) - фоновий фізичний фактор малої інтенсивності, що має специфічну, та загальнобіологічу дію. Світлове середовище повинно забезпечувати три основні параметри:

? високий рівень функціонування зорової системи;

? нормальне функціонування загального стану організму;

? психофізіологічний комфорт.

Питання створення комфортного світлового середовища на робочих місцях та в виробничих приміщеннях в останнє десятиліття зазнає великих змін.

На даний момент нормований рівень освітленості для виконання робіт різної точності близький до оптимального. Його подальше збільшення, як правило, не може бути економічно виправдано, так як залежність продуктивності праці від рівня освітленості знаходиться в області насичення. Навіть значний приріст освітлення приведе до не значного приросту продуктивності праці, який в ряді випадків може супроводжуватися збільшенням зорового стомлення, що не можна допустити навіть ціною зростання продуктивності праці.

В такому положенні потужним важелем для покращення умов освітленості і як наслідок цього, росту продуктивності праці, являється покращення якості освітленості. Тим паче, що в більшості випадків воно не потребує додаткових затрат, а навпаки веде до їх зниження.

Слід також враховувати, що значна частина робочого часу на промислових підприємствах та приміщеннях приходиться на темний час доби, коли робота проводиться при штучному освітленні, що має значна кількість виробничих будівель, в яких рівень природного освітлення по багатьом, в основному вимушеним, причинах являється не достатнім для роботи протягом дня без додаткового ввімкненого електричного освітлення.

В промислових спорудах, де виконуються прецизійні роботи - освітлення відіграє першочергову необхідність. Високоточні роботи вимагають наявність достатнього рівня освітленості на робочій поверхні.



1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1.1 Основні вимоги до освітлювальних установок промислових приміщеннях

Кожне приміщення промислового підприємства має певне функціональне призначення, і встановлене в ньому електричне освітлення повинно відповідати багатьом вимогам, на сам перед відповідаючи призначенню приміщення, характеру виникаючих у людей зорових задач та ряду інших вимог.

Штучнеосвітленняповинностворювативприміщенняхпевніосвітлювальніумови, необхіднідляуспішноговирішеннявиникаючихулюдейзоровихзадачтацілей.

Ці умови характеризуються мінімальною освітленістю та вимогами до якості освітлення, обумовленими діючими нормами природного освітлення.

Щоб штучне освітлення найбільш повно відповідало умовам зорової роботи, необхідно враховувати технологію виробництва. Наприклад, для багатьох робіт не байдуже, як направляється світло на робоче місце; деякі роботи потребують м'якого розсіяння світлового потоку, інші - різкого направленого світла. Отримання необхідного направлення світла досягається використанням найбільш доцільної системи освітлення, використанням світильників з оптимальним світлорозподілом та правильним їх розташуванням по приміщенню.

У виробничих і допоміжних приміщеннях або на окремих ділянках цехів робочою поверхнею, на якій нормується освітленість, часто є поверхня підлоги приміщення або горизонтальна площина на висоті 0,8 м від підлоги. Конкретні вказівки по розміщенню робочої поверхні для допоміжних приміщень містяться в ДБН і в галузевих нормах штучного освітлення.

Однак освітлювальні установки повинні не тільки створювати необхідну освітленість, але й відповідати вимогам норм щодо якості створюваного ними освітлення.

Важливим чинником підвищення якості штучного освітлення основних і допоміжних приміщень виробничих будівель є обмеження засліпленості, створюваної освітлювальними установками.

Для установок загального освітлення (у тому числі загальногоосвітлення в системі комбінованого) критерієм оцінки засліплюючої дії служить показник засліпленості.

В ДБН зазначено, що показник засліпленості не повинен перевищувати визначених значень залежно від того, до якогорозряду і підрозряду відноситься зорова робота і постійно або періодично знаходяться люди в приміщенні. Відзначимо, що для найбільш точних зорових робіт показник засліпленості не повинен перевищувати 20, а для самих грубих 80, а для деяких приміщень, застосовуваних світильників його значення не обмежується. Найбільший допустимий показник засліпленості для кожного конкретного виробничого приміщення зазвичай приводиться в галузевих нормах штучного освітлення.

Обмеження засліпленості в установках місцевого освітлення обумовлюється в нормах до відповідних вимог світильників місцевого освітлення відносно захисного кута і застосування світильників з відбивачами, з непросвічуючого матеріалу.

У багатьох виробничих приміщеннях засліплюючудію роблять не тільки потрапляння в поле зору яскравих частин світильників, але й відображення світильників загального та місцевого освітлення від робочих поверхонь в напрямку зору працюючих. Таке явище називається віддзеркалення відблиску. Для обмеження віддзеркалення при виконанні зорових робіт різної точності в нормах містяться відповідні вказівки та рекомендації.

При живленні газорозрядних ламп змінним струмом промислової чистоти (50 Гц) світловий потік лампзмінюється в часі, пульсуючи з подвоєною частотою(100 раз в секунду). Пульсації освітленості викликає у людей підвищене стомлення зору і погіршення загального стану організму. У приміщеннях з рухомими або обертовими частинами обладнання пульсація може викликати стробоскопічний ефект, який заключається в спотвореному зоровому сприйнятті рухомих, обертових та об'єктів, що переміщуються в мерехтливому світлі. Він виникає при збігу частотних характеристик руху з частотою зміни світлового потоку.

Відносна глибина пульсації світлового потокугазорозрядних джерел світла вимірюється коефіцієнтом пульсації Кп.і, вираженим у відсотках. Він відрізняється для різних типів ламп і становить для люмінесцентних ламп ЛБ і ЛТБ 25%, ЛХБ35%, ЛДЦ40%, ЛД55% і для ламп ДРЛ 65%. Пульсації cвітлового потоку газорозрядних ламп викликають пульсації освітленості, відносна глибина яких вимірюється коефіцієнтом пульсації освітленості Кп.

Коефіцієнт пульсації є важливим показником якості освітлення. Найбільша допустима величина коефіцієнта пульсації при живленні газорозрядних ламп струмом частотою 50 Гц становить 10-30% і залежить від прийнятої системи освітлення та розрядів зоровоїработи. Тільки для найбільш грубих робіт і допоміжних приміщень значення коефіцієнта пульсації обмежується.

На кожному промисловому підприємстві існують виробничі та допоміжні будівлі та приміщення однакового призначення, наприклад peмонтно-механічні, електроремонтні, деревообробні та інші допоміжні цехи, котельні, насосні, компресорні, електроприміщення, різні склади, вентиляційні установки, тунелі різного призначення,прохідні приміщення та багато інших приміщень та будівель різного характеру. Для полегшення нормування освітлення таких приміщень складені іопубліковані рекомендовані значення освітленості іякісних показників освітлювальних установок для характерних приміщень.

Вирішальне значення для багатьох виробництв маєправильний вибір типів джерел світла (ламп). Цевідноситься до приміщень, в яких при штучному освітленні необхідно розрізняти кольори і колірні відтінки також або майже також правильно, як при природному освітленні. Відомо що більшість джерел світла, що застосовуються в освітлювальних установках, не забезпечують правильну передачу кольору, що пояснюється відмінністю між спектральним складом випромінювання ламп різних типів та спектром природного світла.

Освітлювальні засоби, до яких відносяться джерела світла і світильники, є найважливішими зіставними частинами освітлювальних установок. Правильний вибір типів і потужності ламп, а також типів світильників у виробничих будівлях надає вирішальний вплив на експлуатаційні якості та економічність освітлювальних установок, на відповідність штучного освітлення пропонованим до нього вимогам.

Оцінка джерела світла проводиться за багатьмапоказниками, ступінь значимості кожного з яких для освітлювальних установок різного призначення неоднакова, і деякі з цих показників надаютьна різні установки неоднозначний вплив.

Для джерел світла, використовуваних у виробничих будівлях, найбільш важливе значення мають наступні показники:

1. світлова віддача, тобто випромінення світлового потоку на одиницю споживаної потужності, лм/Вт. Світловавіддача характеризує енергетичну економічність джерел світла;

2. тривалість горіння ламп, що єоднією з найважливіших експлуатаційних характеристик;

3. одинична потужність ламп, що робить вплив на число встановлюваних світильників, а для багатолампових світильників також на їх розміри;

4. кольоровість випромінювання (тобто спектральний складсвітла), що має вирішальне значення при виборі джерел світла в приміщеннях, де потрібно правильнакольоропередача при штучному освітленні.

Крім вказаних показників мають значення: здатність ламп швидко загоратися після погасання, як наслідок припинення живлення (що важливо при використанні ламп для аварійного освітлення); значення спаду світлового потоку ламп протягом терміну служби (на цей показник впливає коефіцієнт запасу, що враховується при розрахунку освітлення); вплив на світлові та електротехнічніхарактеристики ламп коливання та різний рівень напруги живлення; вплив температури повітря в місцях втановки ламп на їх роботу; вартість ламп і деякі інші характеристики.

До останнього часу джерела світла, вживані для штучного освітлення, поділяються на дві групи газорозрядні лампи і лампи розжарювання. У газорозрядних лампах видиме випромінювання викликається електричним розрядом в атмосфері різних газів і парів різних речовин при різноманітному тиску з використанням в деяких типах ламп спеціальних складів люмінофорів, що перетворюють невидиме ультрафіолетове випромінювання газового розряду в видиме світло.

Світлова віддача і тривалість горіння газорозрядних ламп значно вище, ніж у ламп накалювання, область їх застосування у виробничих будівлях з року в рік розширюється. [1]

1.2 Вибір джерел світла. Загальні вимоги

При виборі джерел світла для виробничих приміщень необхідно керуватися двома загальними рекомендаціями: віддавати перевагу газорозрядним лампам, як енергетично більш економічним і володіючи більшою тривалістю горіння, ніж лампи розжарювання; для зменшення початкових витрат на освітлювальні установки та витрат на їх експлуатацію слід по можливості застосовувати ламп найбільшої потужності, але без погіршення при цьому якості освітлення. Необхідно також зважати на те, що в деяких випадках збільшення потужності ламп і скорочення числа світильників може призводити до помітного затінення високим виробничим обладнання або до різкого зниження освітленості на значні площі при виході з ладу одного світильника. Найбільшою мірою зазначені рекомендації відносяться до загального освітлення і до загального освітлення в системі комбінованого.

Вибір газорозрядних ламп люмінесцентних та ДРЛ проводиться виходячи з таких умов: люмінесцентні лампи повинні застосовуватися в приміщеннях з підвищеними вимогами до перенесення кольорів, в адміністративно-конторських приміщеннях, конструкторських бюро, лабораторіях, а також при невеликій висоті установки світильників (менше 3,5-4 м). Крім тoгo, люмінесцентні лампи доцільні при підвищених вимогах до якості освітлення, мінімальних вимогах до перенесення кольорів і в установках одного загального освітлення приміщень, в яких виконуються зорові роботи найвищої, дуже високої і високої точності, що характеризуються розрядами I-IІI по ПУЕ.

Для виробничих приміщень значної висоти (10-12м) і більше при відсутності вимог до передачі кольору, доцільно використовувати лампи ДРЛ. При висоті установки світильників від 4 до 10 м можуть застосовуватися лампи як люмінесцентні, так і ДРЛ, а при відсутності вимог до перенесення кольорів, тип ламп вибирається з урахуванням особливостей і характеру виробництва та полегшення обслуговування світильників. В окремих випадках для виявлення доцільності того чи іншого типу ламп виконуються техніко-економічні зіставлення варіантів. Як показує досвід проектування, в механічних та інших аналогічних цехах машинобудівних заводів при висоті установки світильників 6 м і більше перевагу віддається лампам ДРЛ, при яких істотно спрощується експлуатація освітлювальних установок.

Лампи розжарювання для загального освітлення можуть застосовуватися в допоміжних і підсобних приміщеннях без постійного перебування людей і в деяких виробничих приміщеннях з грубими зоровими роботами, що не вимагають високої освітленості. Конкретні рекомендації по вибору джерел світла для таких приміщень наводяться в деяких галузевих нормах штучного освітлення.

Лампи розжарювання повинні застосовуватися для загального освітлення також у випадках, коли з тих чи інших причин неможливо або неприпустимо використання газорозрядних ламп. До числа таких випадків відносяться:

- освітлювальні установки, що живляться постійним струмом або перемиканні на його в аварійних режимах;

- установки, в яких можуть мати місце хоча б коротко тимчасові зниження напруги до рівня нижче 90% від номінального;

- при спеціальних вимогах по обмеженню радіоперешкод;

- приміщення з умовами середовища, для якій відсутні світильники з газорозрядними лампами (наприклад, вибухонебезпечні, з високою температурою повітря і т. п.);

- різні установки місцевого освітлення;

- аварійне освітлення приміщень, робоче освітлення яких виконується лампами ДРЛ, ДРІ, ДНаТ у всіх випадках або люмінесцентними лампами в приміщеннях, де температура повітря може бути нижчою + 10 оС.

Однак лампи ДРЛ, ДРІ та ДНаТ можуть приєднуватися до групових ліній аварійного освітлення в якості додаткових джерел світла, що підвищують освітленість понад нормовану для аварійного освітлення.

Галогенні лампи розжарювання типу КГ виявляються більш економічними, ніж лампи розжарювання загального призначення потужністю 750-1000 Вт, в установках аварійного освітлення для продовження роботи в приміщеннях, робоче освітлення яких виконується лампами ДРЛ.

Дзеркальні лампи розжарювання використовуються для загального робочого та аварійного освітлення деяких виробничих приміщень.

Для місцевого освітлення застосовуються лампи розжарювання і люмінесцентні лампи. Тип ламп вибирається в залежності від характеру і особливостей зорової роботи, нормованої освітленості, розмірів рабочої поверхні і деяких інших умов.

Для місцевого освітлення, що виконується лампами розжарювання, при точних зорових роботах необхідно створювати на невеликих робочих поверхнях високі освітленості, що доходять до 3000 лк та більше. В таких випадках доцільно застосовувати дзеркальні лампи розжарювання типу МОЗ.

Деякі види виробничого обладнання, в основному металообробні верстати, поставляються комплектно з пристроєм місцевого освітлення, в яких в більшості випадків використовуються лампи розжарювання, що зумовлює вибір типу джерела світла.

У практиці проектування освітлювальних установок зустрічається необхідність застосовувати в одному приміщенні джерела світла різних типів, з різним спектральним складом випромінювання (наприклад, для загального і місцевого освітлення або для робочого і аварійного освітлення та ін). Таке змішання вважається допустимим при умові, що буде виключено утворення на робочих поверхнях різнокольорових тіней. Для цього рекомендується створювати якимось одним типом джерел світла, не менше 80% всієї освітленості робочого місця (Наприклад, світильниками місцевого освітлення) або досягати однорідного складу світла, падаючого на робочі місця шляхом зближення світильників з різними джерелами світла, використання відбиття світла від поверхонь приміщення і т. д.[2]



1.3 Світильники. Світлотехнічний вибір

Світильники у виробничих приміщенняхповинні бути розташовані так, щоб вони забезпечувалирівномірний розподіл освітленості по всьому приміщенню або частини приміщення, для якої нормується одна і та ж освітленість.

Для освітлювальних установок виробничих приміщень виготовляється велика кількість серій та типів світильників для різних джерел світла, з різними особливостями світлотехнічними і іншими характеристиками, призначених для експлуатації в різноманітних умовах навколишнього середовища.

Розглянемо лише основні загальні питання, що стосуються виборів. світильників по світлотехнічним характеристик і конструктивним виконанням.

Основне призначення світильників полягає в перерозподілі cвітлового потоку джерел світла в необхідних для освітлювальних установок напрямках і захисту ламп, оптичних елементів та електричних апаратів світильників від впливів навколишнього середовища. Світлорозподілу світильників характеризується класами і типами кривих сил світла, обумовлений ПУЕ.

Для виробничих приміщень при необхідності створення освітленості на горизонтальній площині найбільш доцільно використання світильників прямого світла (класу П), а в приміщеннях зі світлими стелями і стінами світильники переважно прямогосвітла (класу Н). Чим вище приміщення і більше нормована освітленість, тим більш концентрованими кривими сил світла повинні володіти світильники. Для дуже високих приміщень найбільш доцільні світильники з концентрованою кривою типу К, а в міру зменшення висоти з кривими Г іД.

У приміщеннях, де робочі поверхні знаходяться в довільно розташованих вертикальних площинах, застосовуються світильники розсіяного світла (класу Р) з напівширокою (Л) або рівномірною (М) кривими сил світла. Якщо ж вертикально розташовані робочі поверхні перебувають по одну сторону від ряду світильників (наприклад, складальні конвеєри автомобільних заводів), слід вибирати світильники спеціального одностороннього світлорозподілу або встановлювати в похилому положенні світильники з кривими типу Г або Д.

У деяких виробничих приміщеннях характер зорових робіт вимагає створення достатнього освітлення від загального освітлення як у горизонтальній, так і довільно орієнтованих похилих та вертикальних площинах. У цих умовах необхідно прагнути до можливого зближення освітленостей в різних площинах. При виборі світлорозподілу світильників для таких приміщень необхідно враховувати, що співвідношення вертикальної освітленості до горизонтальної мінімально при кривої сил світла типу К, збільшується при кривих типів Г і Д і є найбільш прийнятною при кривих типів М і Л.

Світильники переважно відбиваючого (класу В) і відбитого світла (класу О) у виробничих будівлях, як правило, не застосовуються. Вони використовуються, в основному, в установках архітектурного освітлення громадських будівель. Для внутрішнього освітлення практично не застосовуються світильники з кривою Ш, які доцільні для зовнішнього освітлення.

При проектуванні освітлювальних установок виявлення найбільш доцільного варіанта світлорозподілу світильників і типів джерел світла може виконуватися за найбільшим значенням відношення коефіцієнта використання світильника для даного приміщенняна світлову віддачу джерела світла.

Клас світлорозподілу світильників, тип і форма кривої сили світла зазвичай вказуються в каталожних та довідкових матеріалах по світильникам. Необхідно мати на увазі, що форми кривих сил світла для, конкретних типів світильників можуть частково відрізнятися від типових кривих, але при цьому позначення типу кривої в каталогах не змінюється.

Нерівномірний розподіл освітленості не сприятливо впливає на зір, не виправдано збільшується витрата електроенергії на освітлення.

Протягом всього часу роботи освітлювальноїустановки, освітленість не повинна знижуватися нижче певного рівня, часто і різко змінюватися як внаслідок коливань напруги освітлюваної мережі, викликаних, наприклад, включенням потужних силових електроприймачів. Також і від розгойдуючихся або не стійкого положення світильників. Повиннібути також знижені пульсації освітленості в освітлювальних установках з газорозрядними лампами.

Напруга у джерел світла повинна бути близькою до номінальної, відхилення як у більшу, так і в меншу сторони не повинні перевищувати визначених меж.

Зниження напруги нижче мінімально допустимогопризводить до помітного зниження освітленості, а для газорозрядних ламп, крім того, викликає важке загоряння та не стійке горіння або навіть затухання. Зайва висока напруга призводить до передчасного виходу ламп з ладу, перегріву і в деяких випадках загорянні пускорегулюючих апаратів.

У багатьох приміщеннях виробничих будівельмає передбачатися аварійне освітлення, що забезпечує при аварійному відключенні робочого освітлення, мінімально необхідні освітлювальні умови в одних випадках для продовження роботи, в інших для орієнтування людей у приміщенні і безпечноїїх евакуації.

Необхідно також передбачати заходи щодо забезпечення надійності та безперебійності живлення освітлення електроенергією, і особливо аварійного освітленнядля продовження роботи і всіх видів освітлення будівель без природного освітлення.

Усі елементи освітлювальних установок - світильники, групові щитки, знижувальні трансформатори, електроустановчі вироби, освітлювальні мережі тат. п. - повинні бути достатньо довговічні, безпечними для людей, що знаходяться в приміщеннях і обслуговуючих електроустановки, щодо поразки електричним струмом, а також не повинні бути причиною появи пожежі або вибуху.

Забезпечення зазначених умов досягається застосуванням занулення або заземлення та деяких інших заходів електробезпеки, вибором обладнання, відповідного умов середовища в приміщеннях, і захистом елементів освітлювальних мереж і обладнання від пошкоджень при експлуатації.

При будівництві нових та реконструкції діючих промислових будівель на монтаж електричного освітлення зазвичай відводиться вкрай обмежено часу, тому при розробці проектів освітлювальнихустановок слід приймати такі проектні та конструктивні рішення, які дозволяють найбільшою мірою робити монтаж освітлення індустріальними методами.

Освітлювальні установки у виробничих приміщеннях повинні бути виконані так, щоб забезпечувалась зручна і безпечна їх експлуатація. Особливо доступ до світильників для чистки і змінивийшовших з ладу ламп. На великих виробничих підприємствах доцільно організовувати спеціальні майстерні для ремонта світлотехнічного обладнання та чистки світильників.

Крім перерахованих вище основних вимог, при проектуванні, монтажі та експлуатації освітлювальних установок виробничих будівель необхідно враховувати багато інших умов, вимог і рекомендацій.

Установки електричного освітлення, як і всіінші електроустановки виробничих підприємств, повинні задовольняти вимогам діючих правил улаштування електроустановок (ПУЕ). Вимоги повлаштуванню освітлювальних установок містяться в розділі VI ПУЕ, а також в деяких інших розділах та главах.

Крім вимог ПУЕ освітлювальні установкиповинні відповідати вказівкам затвердженими Державними будівельним нормам «Інструкції з проектування силового і oсвітлювального електроустаткування виробничих підприємств». При експлуатації освітлювальних установок необхідно керуватися «Правилами технічноїексплуатації електроустановок споживачів і правилами техніки безпеки при експлуатації електроустановок споживачів».

На деяких виробничих підприємствах всилу географічних умов або за характером і умов роботи повністю або частково відсутнє природне освітлення. Діючі в Україні «Санітарнінорми проектування промислових підприємств» для компенсації ультрафіолетової недостатностіу людей, що працюють в зазначених умовах, вимагають устаткування на підприємствах установок штучного ультрафіолетового опромінення.

Як і всі інженерні пристрої, освітлювальніустановки повинні по можливості володіти найбільшою економічністю та ефективністю. На економічністьосвітлення впливає багато різних факторів, і часто виявити найбільш економічне рішення виявляється не просто.[2]

1.4 Світлотехнічний розрахунок. Загальні вказівки

Розрахунок загального освітлення виробничих приміщень є комплексним завданням, у процесі вирішення якої визначаються число, потужність і розміщення світильників, необхідних для створення необхідних освітлювальних умов.

Освітлювальні установки всіх призначень і в тому числі у виробничих будівлях відрізняються багатою кількістю варіантів можливих проектних рішень, що часто викликає необхідність виконання розрахунку для різноманітних варіантів, типів і потужності джерела світла, та розміщення світильників.

У практиці проектування загального освітлення виробничих будівель найбільш характерною і розповсюдженою слід вважати таку послідовність виконання світлотехнічних розрахунків:

1) виходячи з умов і рекомендацій, вибираються типи джерел світла і світильників;

2) намічаються найбільш доцільні висоти установки світильників і розміщення їх по приміщенню;

3) визначається число світильників і потужність ламп, необхідних для створення нормованої освітленості;

4) проводиться перевірка наміченого варіанту освітлення на відповідність його нормативним вимогам до якості освітлення.

Розглянемо, як практично вирішуються окремі завдання, які входять у комплекса світлотехнічних розрахунків.

Висота установки світильників загального освітлення в виробничих приміщеннях обумовлюється багатьма факторами. Зазначимо найбільш важливі з них. Це перш за все висота самих приміщень і наявність у верхній зоні їх будь-яких частин виробничого обладнання, транспортних засобів та інженерних комунікацій. До таких пристроїв відносяться, наприклад, різноманітні підвісні конвеєри і транспортери, мостові крани, балки, монорейкові шляхи для тельферів, вентиляційні короби, трубопроводи різного призначення і т. п.

Не менш важливими є характер, розміщення і висота виробничого обладнання та розміщення робочих зон і інших місць, що потребують освітлення. У цехов, де передбачається локалізоване освітлення, наприклад при роботі на конвеєрах, світильники доцільно наближати до робочої зони та встановлювати на відносно невеликій висоті (2,5 - 4 м). У приміщеннях з невисоким обладнанням, наприклад металообробні верстати, ткацькі машини, робочі столи та т. п., оптимальною є висота 3,5 - 5 м. У невисоких приміщеннях (до 3 м) світильники рекомендується встановлювати, можливо, ближче до стелі.

У будівлях підприємств багатьох галузей промисловості мають бути розташовані на різній висоті майданчики, містки, переходи та інші пристрої, для освітлення яких застосовується установка світильників на стійках, прикріплюється до огороди майданчиків та мостиків. Для підвищення безпеки обслуговування світильники в таких місцях рекомендується встановлювати на висоті не більше 2 - 2,5 м від площадки обслуговування.

При виборі розміщення світильників загального освітлення у виробничих будівлях керуються наступними рекомендаціями, спрямованими на підвищення якості та економічності освітлювальних установок і створення необхідних зручностей при їх експлуатації.

Метод коефіцієнта використання. При загальному рівномірному освітленні світловий потік, випромінюваний світильниками, розподіляється з більшою або меншою мірою рівномірно по всій площі приміщення. При цьому на поверхню підлоги або на горизонтальну рабочу поверхню (наприклад, робочі столи і т. п.) падає як прямий світловий потік світильників, так і відбитий від стелі, стін і підлоги. Частка відбитого потоку буде тим більше, чим більша частина потоку світильників падає на стелю, стіни і стіл і чим вище коефіцієнти відображення цих поверхонь.

відомо, що освітленість поверхні є щільність cвітловго потоку, що потрапив на цю поверхню. Якщо розділити світловий потік, що впав на підлогу (або на робочу поверхню), на площинупідлоги (або цієї поверхні), то частковим буде не що інше, як середня горизонтальна освітленість. Так як в приміщеннях виробничих будівель нормується середня, а мінімальна освітленість, неважко зробити перерахунок середньої освітленості на мінімальну, застосовуючи відповідний поправочний коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу світлового потоку за розрахунковою площині.

Всі ці міркування будуть справедливі тільки при умові, що приміщення не загромаджене високим виробничим обладнанням та іншими пристроями, екрануючими частину падаючого на робочі поверхнісвітлового потоку.

Відношення світловогоo потоку, падаючогоо на розрахункову поверхню, до всього світловому потоку, що випромінюється світильниками, встановленими в приміщенні, називається коефіцієнтом використання. Звідси і виникла назву цього методу розрахунку.

Кілька узагальнюючи і спрощуючи, можна сказати, що розрахунок освітлення методом коефіцієнта використання застосуємо у випадках, коли освітлення повинно створюватися в горизонтальній площині по всій площі приміщення, без виділення будь-яких окремих точок або зон. З цього випливає, що метод коефіцієнта використання можна застосовувати для розрахунку загального рівномірного освітлення приміщень з достатньо світлими стелями, стінами і підлогою і за відсутності істотних затемнень.

Методом коефіцієнта використання можна розраховувати освітлення у великому діапазоні будівельних параметрів довжини, ширини і висоти приміщень, для різних поєднаннях коефіцієнтів відбиття поверхонь приміщення і при використанні джерел світла і світильників різних типів.

Точковий метод. Цей метод розрахунку дозволяє визначати освітленості в окремих точках, що лежать в довільно орієнтованих площинах, при будь-якій нерівномірності розподілу світлового потоку по приміщенню і з урахуванням, якщо необхідно затемнень, що створюють виробниче обладнання або іншими високими предметами, що знаходяться в приміщенні.

Розрахунок освітленості ведеться за силою світла, спрямованої від кожного світильники на нескінченно малий майданчик, розташований в робочій площині. Звідси цей метод розрахунку отримав назву точкового.

Точковий метод застосовується для розрахунку загального (у тому числі рівномірно) освітлення приміщень з темними, погано відбиваючими світло стелею, стінами і підлогою, при розташуванні робочих поверхонь, на яких нормується освітленість, в горизонтальній, будь-яких похилих і вертикальних площинах, а також для розрахунку локалізованого, аварійного і місцевого освітлення. Найбільш часто цим методом розраховується освітлення високих виробничих приміщень, в яких встановлюються світильники з кривими сил світла типів К і Т.

При розрахунках освітлення з будь-якого із зазначених методів відхилення освітленості, отриманої за розрахунком, від нормованої вважається допустимим не більше ніж на +20 ч -10%. [6]



2 СВІТЛОТЕХНІЧНА ЧАСТИНА

Під час розробки ОУ необхідно враховувати специфіку освітлюваних будівель, а також ознайомитись з номенклатурою наявних елементів ОУ з метою вибору найбільш оптимального проектного рішення освітлювання.

Для забезпечення швидкого і якісного проектування системи освітлення відповідно до діючих галузевих стандартів і сучасних тенденцій доцільно застосовувати існуючі комп'ютерні програми, що дозволяють на основі багатоваріантних розрахунків підібрати найприйнятніше проектне рішення і створити реалістичну візуалізацію освітлюємого приміщення.

Розроблена ОУ повинна забезпечувати комфортне кольорово-світлове середовище, сприяти підвищенню продуктивності праці та зниженню стомлюваності зорового аналізатора. Крім того, установка має бути зручною та безпечною при використанні, енерго- та матеріалоекономічною, органічно вписуватися в інтер'єр. Для створення системи освітлення, яка б задовольняла всім вимогам, необхідно виконувати проектування ОУ, спираючись на аналітичний огляд спеціалізованої літератури, застосовувати сучасні світильники і джерела світла, характеристики яких дозволяли б використання їх в системі з автоматизованим керуванням освітлення, що є одним із засобів енергозаощадження.

При розробці проектів освітлювальних установок виділяють світлотехнічну й електротехнічну частини проекту. Виділення світлотехнічної та електротехнічної частин є досить умовним, тому що освітлювальна установка функціонально являє собою єдине ціле, містить електрообладнання та конструкції для його розміщення. Проектно-кошторисна документація на ОУ (креслення, специфікації, відомість матеріалів, кошториси) видається, як правило, в одному комплекті з робочою документацією щодо електропостачання об'єкта.

У світлотехнічній частині проекту вибирають освітленість та показники якості освітлення, систем, види та засоби освітлення, типи джерел світла та освітлювальних приладів, виконують світлотехнічні розрахунки, в результаті яких виявляють тип, потужність та розташування освітлювальних приладів.

В електротехнічній частині вибирають джерела живлення, вирішують питання компенсації реактивної потужності для установок з розрядними лампами (РЛ), намічають способи управління освітленням, вибирають типи магістральних і групових щитків та іншого електрообладнання, виявляють способи доступу до освітлювальних приладів для обслуговування.

На основі аналізу точності і складності зорових робіт проводять вибір виду та системи освітлення, а також нормованих значень освітленості (мінімальна або середня) та якісних характеристик освітлення (показники засліпленості та дискомфорту, циліндрична освітленість, коефіцієнт пульсації освітленості).

Далі виконується світлотехнічний розрахунок ОУ, метою якого є визначення кількості освітлювальних приладів, їх розміщення та необхідна потужність.

Для перевірки розрахованої ОУ щодо відповідності нормативним вимогам до якості освітлення проводиться визначення показника дискомфорту або засліпленості, циліндричної освітленості та коефіцієнта пульсації освітленості.

В нашому випадку, в майстерні з прецизійними роботами вже існує освітлювальна установка. В приміщенні встановлені застарілі світлові прилади з люмінесцентними лампами, що не відповідають сучасним нормам по проектуванню приміщень з таким типом виконуваних робіт. Тому, мі запропонуємо свій варіан ОУ та проведемо дослідження, розрахунки та порівняння, котра установка повинна використовуватись в майстерні.[5]



2.1 Технічна характеристика будівлі та аналіз зорових задач

В залежності від призначення будівлі діляться на промислові (фабрики, заводи та ін.), цивільні, які в свою чергу поділяються на житлові та адміністративно-громадські (клуби, готелі, театри, музеї, вокзали, лікарні, інститути, школи та ін.), та сільськогосподарські (тваринницькі будівлі, силосні башти і т. п.).

До будівель в цілому і до їх окремих частин, а також до конструкцій пред'являють певні вимоги. Найголовнішими з них є: хороші умови для праці та побуту (експлуатаційні якості), міцність, стійкість, довговічність, безпеку в пожежному відношенні, вогнестійкість, економічність в будівництві та експлуатації.

Капітальність будівель або споруд характеризується вогнестійкістю і довговічністю основних конструктивних елементів у заданих умовах їх експлуатації. Необхідна капітальність будівель або споруд забезпечується застосуванням відповідних будівельних матеріалів.

Високі експлуатаційні якості будівель характеризуються необхідним числом приміщень з достатніми площами і об'ємами, зручним плануванням, хорошою внутрішньою обробкою і наявністю потрібного обладнання (санітарно-технічного, електротехнічного та ін.).

За сукупністю ознак капітальності і експлуатаційних якостей будівлі і споруди поділяються на три класи:

1) будівлі та споруди I класу, що задовольняють підвищеним вимогам;

2) будівлі та споруди II класу, що задовольняють середнім вимогам;

3) будівлі та споруди III класу, що задовольняють мінімальним вимогам.

Вимоги до будівель і споруд, що визначають їх клас, встановлюються в нормах і технічних умовах проектування відповідних будинків і споруд. Будинки і споруди відносять до того чи іншого класу при проектуванні в залежності від їх народногосподарського значення. Поза класів знаходяться тимчасові будівлі і споруди, що зводяться на срок до 5 років.

Проводиться дослідження освітлювальної установки для будівлі, що відноситься до виробничої та складської групи, а саме майстерня по ремонту годинників різної складності. Такий вид робіт відноситься до прецизійних.

Загальна площа виробничого поверху майстерні складає 118 м2.

Коефіцієнт відбиття представляє відношення світлового потоку, відбитого від поверхні, до світлового потоку, що падає на поверхню.

При проектуванні даної споруди використовують, переважно, матеріали з високим коефіцієнтом відбиття. Основними кольорами при фарбуванні та побілці приміщень являються блакитний, білий, та їх відтінки. Також для санітарних та допоміжних приміщень використовують, переважно, дерево, шпалери та декоративну штукатурку, а також обробну плитку білого кольору. Для обробки підлоги використовуємо паркетну дошку або ламінат коричневого кольору та його відтінки.

Отже, коефіцієнт відбиття для стелі складає 70%, для підлоги - 30%, а для стін - 50%.

Відповідно до ДБН В. 2.5-28-2006 «Природне та штучне освітлення» розглянемо загальні положення для нормування освітленості, в залежності від розряду та під розряду зорових робіт.

В залежності від характеристики зорових робіт всі споруди поділяються на певні розряди та під розряди зорової роботи.

Таблиця 2.1 - Розряди та підрозряди зорових робіт

Характеристика зорової роботи	Найменший розмір об'єкта, мм	Розряд зорової роботи	Підрозряд зорової роботи	Приклад приміщення
Дуже високої точності	Від 0,15 до 0,3 включно	А	1	Проектні зали, кабінети технічного малювання
			2	Аудиторії, лабораторії, читальні зали, зали багатоцілевого використання
Високої точності	Від 0,3 до 0,5	Б	1	Кабінети та робочі кімнати,
			2	Спортивні зали, роздягальні, торгові зали
Середньої точності	Більше 0,5	В	1	Криті басейни, зали басейнів,
			2	Палати, спальні кімнати,
Огляд довколишнього середовища при високому насиченні приміщення світлом	-	Г		Конференц-зали, зали засідань, естради актових залів, концертні зали,
Огляд довколишнього середовища при нормальному насиченні приміщення світлом	-	Д		Актові зали, кінотеатри, фойє театрів, зорові зали клубів, виставочні зали,
Огляд довколишнього середовища при низькому насиченні приміщення світлом	-	Е		Кулуари, фойє, рекреації,
Загальне орієнтування в інтер'єрі при скупченні людей	-	Ж	1	Зорові зали, душові, парильні
			2	Коридори, ванні кімнати, санітарні вузли
Загальне орієнтування в зонах руху	-	З	1	Вестибюлі
			2	сходові площадки
Загальне спостереження за ходом виробничого процесу: постійне періодичне при постійному перебуванні людей в приміщенні періодичне при періодичному перебуванні людей в приміщенні	-	VІІІ	а	Незалежно від характеристики фону і контрасту об'єкта з фоном
			б	Незалежно від характеристики фону і контрасту об'єкта з фоном
			в	Незалежно від характеристики фону і контрасту об'єкта з фоном

Майстерня по ремонту годинникових механізмів відноситься до блока приміщень, де присутня зорова робота людини, при високих рівнях освітленості, а саме «II», «Б», та «Ж». Так, наприклад, приміщення самої майстерні, де відбувається ремонт, відповідає розряду зорової роботи «II» та під розряду «б», тобто використовується постійне комбіноване або загальне освітлення при постійному перебуванні людей в приміщенні. Також в даній будівлі присутнє складське приміщення, такий тип приміщень відповідає низькій точності зорової роботи та розряду «VIII».

Характеристики зорової роботи для кожного приміщення комплексу приведені в додатку А.[7]



2.2 Вибір системи освітлення

За способом розміщення світильників у виробничих приміщеннях розрізняються дві системи освітлення: система загального освітлення і система комбінованого освітлення.

Система загального освітлення призначена для освітлення як всього приміщення в цілому, так і розташованих в приміщенні робочих місць і поверхонь. При загальному освітленні світильники встановлюються тільки у верхній зоні приміщення безпосередньо на поверхні стелі або підвішуються до нього, на фермах, іноді на стінах, колонах або на виробничому обладнанні. Вони називаються світильниками загального освітлення.

Для системи загального освітлення розрізняють два способи розміщення світильників рівномірне і локальне. При рівномірному освітленні світильники встановлюють рядами з однаковими або не сильно відрізняється відстанями між ними, відстані між світильниками в ряду також приймаються однаковими. При цьому відстані між рядами і між світильниками в ряду можуть бути різними. Таке освітлення називається загальним рівномірним.

Загальне рівномірне освітлення має найбільш широкий спектр застосування. Воно влаштовується в цехах з рівномірно розподіленим по площі обладнанням - прокатних, складальних цехах машинобудівних заводів.

В багатьох виробничих приміщеннях буває необхідно створювати більш високу освітленість для окремих ділянок, що можна досягнути різними способами, наприклад частішою установкою світильників, зміною їх типу, зменшенням висоти установки світильників, збільшенням потужності ламп або спільним застосуванням різних способів. Таке освітлення називається локалізованим, або системою загального локалізованого освітлення.

Переваги локалізованого освітлення перед загальним рівномірним полягає в скороченні потужності освітлювальних установок, можливості створити необхідний напрямок світлового потоку і уникнути на робочих місцях тіней від виробничого обладнання та самих працюючих.

Поряд із зазначеними позитивними якостями локалізоване освітлення володіє деякими недоліками: зазвичай більшою, в порівнянні із рівномірним освітленням, нерівномірно розподілення яскравості поверхонь, які потрапляють у поле зору працюючих, викликає деяке ускладнення освітлювальних мереж в приміщеннях.

Система комбінованого освітлення застосовується, як правило, в приміщеннях, де виконуються тонкі і точні зорові роботи, що характеризуються розрядами I-IV, Vа і Vб відповідно до ДБН, а також в приміщеннях, де виконуються роботи зазначених і нижчих розрядів, при необхідності мати на робочих місцях певний чи змінний напрямок світла для поліпшення видимості рельєфних об'єктів.

При комбінованому освітленні в приміщенні передбачається загальне освітлення, як правило, з рівномірним розміщенням світильників і місцеве освітлення світильниками, встановленими на робочих місцях в безпосередній близькості від робочої зони.

У більшості виробничих приміщень в ході роботи підприємства виникає необхідність користуватися переносними світильниками для огляду та ремонту виробничого обладнання, а в деяких випадках для виконання основної виробничої операції. При цьому найбільш часто використовуються ручні переносні світильники, рідше переносні напільні світильники і ручні акумуляторні ліхтарі.

Для підключення цих світильників у приміщеннях передбачаються штепсельні розетки, прокладаються живлячі їх мережі, а при живленні переносних світильників зниженою напругою також понижуючі трансформатори, комутаційні та захисні апарати.

При розгляді систем освітлення не можна пройти повз так званого сумісного освітлення, що отримує все більше поширення. Під ним розуміється такий спосіб освітлення, при якому недостатній рівень за нормами природного світла компенсується штучним освітленням.

Сумісне освітлення застосовується в приміщеннях, де з тих чи інших причин рівень природного освітлення нижче заданого за нормами.

При сумісному освітленні загальне штучне освітлення рекомендується виконувати переважно газорозрядними лампами і доцільно передбачати автоматичне керування штучним освітленням для забезпечення більшої сталості світлового режиму в приміщеннях.

В приміщені майстерні з прецизійними роботами використовуються комбінована система освітлення. В інших приміщеннях - загальна. Розміщення світлових приладів відбувається в залежності від призначення приміщення. [4]

Системи освітлення для кожного із приміщень вказані в додатку А.

2.3 Вибір джерел світла

Для правильного вибору джерел світла для освітлювальної установки з широкого асортименту ламп з різними характеристиками слід виходити з аналізу основних характеристик джерел світла і відповідності їх умовам освітлюємого об'єкту:

1) електричні характеристики (напруга, потужність);

2) розміри і форма колби;

3) світлові характеристики (світлова віддача, термін служби, яскравість);

4) кольорові характеристики (спектральний склад, колірність випромінювання);

5) економічність.

Під час проектування освітлювалювальної установки, були використані джерела світла, котрі максимально відповідають представленим характеристикам, а саме - світлодіоди.

Ефективність світіння (світловіддача) - найбільш значуща характеристика світлодіодів, яка обумовлює економічну доцільність їх використання в системах освітлення різного призначення.

Світлодіоди характеризуються прекрасними показниками світловіддачі, що дає можливість їм виграшно конкурувати з натрієвими, галогенними і люмінесцентними лампами. Крім цього, при випуску світлодіодних світильників не потрібні відбивачі, тому що їх світловий потік направляється в одній півплощині.

Колірна температура:

- 2500-4000К: біле тепле світло, схоже з лампами розжарювання;

- 4000-6500К: біле нейтральне світло;

- 6500-9500К: біле холодне світло.

В результаті експериментальних досліджень встановлено, що саме білий нейтральний світло відрізняється найбільшою чіткістю передачі кольорів і є найбільш вдалим для роботи з документами в офісних умовах.

Потужність:

- Світлодіоди малої потужності: до 0,5 Вт;

- Світлодіоди середньої потужності: 0,5-3Вт;

- Світлодіоди великої потужності: 3Вт і вище.

Деградація - це процес поступової втрати показників працездатності світлодіодів. Зазвичай виробники вказують близько 100 тис. Год. роботи і більше. Істотний вплив на ресурс світлодіодів чинить надмірний вплив струмів, що перевищують їх номінальне значення, і високих температур, для запобігання передчасного старіння застосовуються спеціальні конструкторські рішення.

Також до недоліків світлодіодів відноситься і їх ціна, але з кожним роком вона змінюється і наближається до ціни люмінесцентних ламп.

В нашому випадку, в майстерні вже були встановлені світильники з люмінисцентніми лампами, тому ми проведемо дослідження та порівняння системи освітлення, що встановлена та системи, яку вважаємо кращою для такого типу приміщення.[4] [7]

Типи джерел світла представлені в додатку А.

2.4 Вибір світлових приладів

Економічність, якість та зручність експлуатації освітлювальної установки залежить від вибору світильників. Економічність та якість освітлення визначаються їх світлотехнічними характеристиками, надійність та експлуатаційні вимоги - конструктивним виконанням.

Не обґрунтований вибір світильника може привести до значного подорожання освітлювальної установки, збільшенню встановленої потужності. Невідповідність конструктивного виконання світильника умовам навколишнього середовища знижує надійність та довговічність освітлювальної установки, а також може являти собою причину пожежі та вибуху. Вибір світильника визначається світлотехнічною характеристикою світильника, характером навколишнього середовища, економічністю установки.

Основними показниками, які визначають вибір світильника при проектуванні ОУ, необхідно вважати:

1) конструктивне виконання світильника;

2) світлорозподіл світильника;

3) блискість світильника;

4) економічність світильника.

Криві сил світла (в полярних координатах) наводяться для світильників в каталогах і довідниках. Точно так же наводяться в довідниках і криві сил світла для прожекторів, але в прямокутних координатах. Ці характеристики оцінюють в першому наближенні придатність того чи іншого освітлювального приладу для проектованої установки. Для освітлення відкритих просторів завдання розподілу світлового потоку визначається необхідністю створення освітленості у вельми віддалених точках при досить рідкісному розташуванні освітлювальних приладів. Це призводить до застосування світильників прямого світлорозподілу з широкими кривими сил світла, або прожекторів. В обох випадках вирішальним є значення і напрямок максимальної сили світла приладу. ККД освітлювального приладу бажано мати максимальним, але в багатьох випадках, коли потрібно забезпечити нормовану мінімальну освітленість у віддалених точках великої площі або дороги, переважне значення має максимальна сила світла в потрібних напрямках.

Зниження сліпучої дії є однією з основних завдань створення раціональної конструкції освітлювальної установки. Це завдання може вирішуватися по-різному, але при цьому потрібно мати на увазі наступні положення. Захисний кут світильника виключає пряму блескость в найбільш небезпечною кутовий зоні, що примикає до горизонтального напрямку, але для установок зовнішнього освітлення ця зона не може бути значною, тому що максимум сили світла світильників для таких установок буде в напрямках під кутом 15-25 ° нижче горизонту.

...