Проектирование и расчет электрического освещения (стр. 3 из 9)
2.2 Выбор освещенности и коэффициента запаса
Выбор нормируемой освещенности выполняемой работы, рабочих мест является одним из важнейших этапов проектирования осветительных установок. При завышенных значениях освещенности возрастают приведенные затраты на осветительную установку, увеличивается расход электроэнергии на освещение. Заниженное освещение может являться причиной утомляемости и появления брака в работе, снижения производительсти труда. Поэтому правильное определение нормируемой освещенности в значительной степени обуславливает эффективность осветительной установки.
Под нормируемой освещенностью понимается минимальная освещенность, которая должна иметь место в "наихудших" точках освещаемой поверхности. Установлена следующая шкала нормируемых значений освещенности: 0,2; 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 5; 10; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 7500 лк.
Основным нормативным документом, первоисточником для выбора норм освещенности является СНБ 2.04.05-98, [2].
В табл. 1 [2] приведены значения нормируемой освещенности при системе общего и комбинированного освещения для помещений промышленных предприятий в зависимости от характеристики зрительной работы (точности выполняемой работы), размера объекта различения (от менее 0,15 мм до более 5 мм), разряда зрительной работы (установлено восемь разрядов зрительной работы (I - VIII) в зависимости от точности выполняемой работы и размера объекта различения), контраста объекта с фоном (установлено три контраста – малый, средний и большой), характеристики фона (светлый, средний, темный) и подразряда зрительной работы (установлены подразряды – а, б, в, г в зависимости от состояния контраста объекта с фоном и характеристики фона).
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.
