Расчет естественного и искусственного освещения швейного цеха

Содержание

Нормативные ссылки

Введение

1. Основные световые величины и параметры, определяющие зрительные условия работы

. Система и виды производственного освещения

. Основные требования к производственному освещению

. Естественное освещение

.1 Виды естественного освещения

.2 Принцип нормирования естественного освещения

4.3 Принцип расчета естественного освещения

. Искусственное освещение

.1 Виды искусственного освещения

.2 Нормирование искусственного освещения

6. Источники искусственного света

6.1 Лампы накаливания

.2 Люминесцентные лампы

.3 Выбор источников света

7. Светильники

7.1 Выбор светильников

8. Расчет искусственного освещения

8.1 Метод светового потока

.2 Точечный метод

.3 Метод удельной мощности

. Практическая часть. Расчет искусственного и естественного освещения швейного цеха

.1 Расчет бокового двухстороннего естественного освещения

.2 Расчет искусственного освещения в швейном цехе

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Нормативные ссылки

В настоящей курсовой работе используются ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 2.105 - 95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 7.1-2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание, общие требования и правила составления

СНиП 23-05-95 «Строительные нормы и правила. Естественное и искусственное освещение», принятые и введенные в действие с 01.01.1996 года постановлением Минстроя России от 02.08.1995 года №18-78 с изменением №1, утвержденным постановлением Госстроя России от 29.05.2003 года, №44.

СТП КубГТУ-4.2.6-2004 СМК. Учебно-организационная деятельность. Курсовое проектирование

СанПиН 2.2.1./2.1.1.1273-03 «Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

Введение

Под условиями труда понимается совокупность фактов производственной среды, оказывающих влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда.

Многочисленными исследованиями гигиенистов и физиологов труда установлено, что на организм человека оказывают значительное воздействие санитарно-гигиенические факторы производственной среды. Санитарно-гигиенические факторы - это внешняя производственная среда,, а именно, микроклимат, чистота воздушной среды (наличие паров, газов, аэрозолей), освещенность, шум, вибрация, ультразвук, различные излучения, биологические и другие воздействия. Некоторые из них оказывают неблагоприятное влияние на работника, что снижает работоспособность, ухудшает состояние здоровья и иногда приводит к профессиональным заболеваниям.

Особое внимание целесообразно уделять влиянию адаптируемых факторов внешней среды (метеорологическим условиям, шуму, вибрации, освещенности), отрицательное воздействие которых можно в значительной степени уменьшить за счет применения активных средств совершенствования трудового процесса.

В данной курсовой работе рассматривается освещение как фактор условий труда, так как качество информации, получаемой посредством зрения, во многом зависит от освещения.

Освещение - использование световой энергии солнца и искусственных источников света для обеспечения зрительного восприятия окружающего мира.

Свет является естественным условием жизни человека, необходимым для здоровья и высокой производительности труда, основанной на работе зрительного анализатора, самого тонкого и универсального органа чувств. Обеспечивая непосредственную связь организма с окружающим миром, свет является сигнальным раздражителем для органа зрения и организма в целом: достаточное освещение действует тонизирующе, улучшает протекание основных процессов высшей нервной деятельности, стимулирует обменные и иммунобиологические процессы, оказывает влияние на формирование суточного ритма физиологических функций человека. Основная информация об окружающем мире - около 90% поступает через зрительное восприятие.

Стремительно растущая урбанизация изменяет интенсивность и спектральный состав важнейшего фактора среды обитания человека - солнечной радиации у поверхности земли вследствие загрязнения атмосферного воздуха, снижения его прозрачности и существенного затенение территорий плотной многоэтажной застройкой. Ограниченная прозрачность остекления светопроемов, их затеняемость, а зачастую и несоответствие их размеров площади и глубине помещений, вызывают повышенный дефицит естественного света в помещениях.

Неудовлетворительное освещение может исказить информацию; снижается производительность труда и увеличивается брак в работе. Кроме того, оно утомляет не только зрение, но вызывает утомление организма в целом. Неправильное освещение может также являться причиной травматизма: плохо освещенные опасные зоны, слепящие лампы и блики от них, резкие тени ухудшают или вызывают полную потерю ориентации работающих.

Недостаток естественного света восполняется искусственным освещением.

Рациональное освещение помещений и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность труда, снижается утомляемость и улучшаются условия безопасности.

Именно поэтому гигиенически рациональное производственное освещение имеет огромное положительное значение.

1. Основные световые величины и параметры, определяющие зрительные условия работы

С точки зрения физики свет - это видимые глазом электромагнитные волны оптического диапазона длиной 380-760нм, воспринимаемые сетчатой оболочкой зрительного анализатора. Лучше всего глазом воспринимаются лучи с длиной волны 555нм (желто-зеленого цвета). Свет имеет различные физические характеристики: лучистый поток, световой поток, сила света, яркость, освещенность.

Лучистый поток (Ф) - общая мощность электромагнитного излучения оптическом диапазоне длин волн. Единицей измерения служит /Вт/.

Испытываемое человеком зрительное ощущение при попадании лучистого потока на сетчатку глаза зависит не только от мощности излучения, но также и от длины волны. Излучение разных длин волн вызывают различное цветовое ощущение по цвету и интенсивности.

Световой поток (F) - мощность лучистой энергии, оцениваемая по световому ощущению, которое она производит на человеческий глаз. За единицу светового потока принят люмен (лм). Один люмен - это световой поток, излучаемый точечным источником с силой света 1 кандела (кд) в телесном угле в 1 стерадиан (ср).

Сила света (I)- пространственная плотность светового потока

,(1.1)

где  - телесный угол в стерадианах.

Единицей измерения является кандела (КД), которая является основной световой величиной, на которую существует государственный световой стандарт. Кандела - сила света с площади платиновой пластины равной 1/600000 м² при температуре затвердевания платины (2042 К) и давлении 101325 Па.

Освещенность (Е)- плотность светового потока на освещенной поверхности

(1.2)

где S - площадь поверхности. За единицу измерения принят люкс (ЛК).

Яркость поверхности (L)- отношение силы света dI излучаемого элемента поверхности dS под углом  к проекции этого элемента на плоскость, перпендикулярную лучу зрения.

(1.3)

Блесткость - чрезмерная яркость - причина утомления и снижения работоспособности.

Характер зрительной работы определяется совокупностью таких параметров, как размер объекта различения, фон, контраст объекта с фоном.

Объект различения - наименьший размер рассматриваемого предмета, отдельная его часть, который необходимо различить в процессе работы (например, при работе с приборами - толщина линии градуировки шкалы; при чертежных работах - толщина самой тонкой линии на чертеже).

Фон - поверхность, непосредственно прилегающая к объекту различения, на которой он рассматривается. Фон характеризуется коэффициентом отражения , под которым понимается способность поверхности отражать падающий на нее световой поток.

(1.4)

В зависимости от величины коэффициента отражения фон может быть:

светлым (р > 0,4);

средним (р = 0,2 т 0,4);

темным (р < 0,2').

Контраст объекта различения с фоном определяется из выражения

(1.5)

где В_ф, В_о - яркость фона и объекта различения соответственно. Контраст может быть:

большим (К > 0,5);

средним (К = 0,2 ^ 0,5);

малым (К < 0,2).

2. Система и виды производственного освещения

Системы производственного освещения можно классифицировать в зависимости от источника света и по конструктивному исполнению (рис.1).

По источнику света производственное освещение может быть:

а) естественным, созданным небесным светом;

б) искусственным, осуществляемым электрическими лампами;

в) совмещенным, представляющим собой сочетание естественного и искусственного.

Естественное освещение по своему спектральному составу является наиболее приемлемым; в нем больше необходимых человеку ультрафиолетовых лучей; оно обладает высокой диффузностью (рассеянностью) света, что весьма благоприятно для зрительных условий работы.

Естественное освещение подразделяют на:

а) боковое (одностороннее и двухстороннее), осуществляемое через световые проемы в наружных стенах;

б) верхнее, организованное через световые проемы в крыше (фонари, купола);

в) комбинированное, представляющее собой совокупность верхнего и бокового естественного освещения.

Искусственное освещение по конструктивному исполнению может быть двух систем:

а) общее, когда освещается все производственное помещение;

б) комбинированное, когда к общему добавляется местное освещение, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

По функциональному назначению:

а) рабочее - для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта;

б) аварийное - устраивается для продолжения работы в случае внезапного отключения рабочего освещения, наименьшая освещенность рабочих поверхностей, требующих обслуживания при аварийном режиме, должна составлять 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения;

в) эвакуационное - для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую освещенность в помещениях на полу не менее 0,5 лк, а на открытых территориях - не менее 0,2 лк;

г) охранное - для освещения площадок предприятия;

д) дежурное - для освещения помещений;

е) оритемное - УФ облучение для компенсации "солнечного голодания";

ж) бактерицидное - УФ облучение для обеззараживания воздуха помещения.

3. Основные требования к производственному освещению

Каждое производственное помещение имеет определенное назначение, поэтому устраиваемое в нем освещение должно учитывать характер возникающих зрительных задач.

. Освещенность на рабочем месте должна соответствовать зрительному характеру работ, характеристике фона и контраста объекта с фоном. Согласно нормам (СНиП 23-05-95), все виды работ условно разбиты на 8 зрительных разрядов в зависимости от размера наименьшего различимого объекта:

I < 0.15 мм - наивысшей точности;

II 0.15...0.3 мм - очень высокой точности;

III 0.3...0.5 мм - высокой точности и т.д. до VIII разряда и 4 подразряда (а, б, в, г) в зависимости от сочетания фона и контраста.

Увеличение освещенности повышает яркость объектов, что улучшает их видимость и сказывается на росте производительности труда. Однако имеется предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности не дает эффекта, поэтому необходимо улучшать качественные характеристики освещения.

. Необходимо обеспечить достаточно равномерное распределение яркости на рабочем месте и в пределах окружающего пространства. Предпочтительнее использовать комбинированную систему естественного освещения или общее искусственное освещение. Светлая окраска потолка, стен и производственного оборудования способствует выполнению данного требования .

. На рабочем месте должны отсутствовать резкие тени. Особенно недопустимы движущиеся тени, способствующие увеличению травматизма.

. В поле зрения должна отсутствовать прямая и отраженная блесткость (приводящая к ослеплению зрения).

Показатель ослепленности (Р) - критерий оценки слепящего действия осветительной установки, характеризующий снижение видимости при наличии ярких источников света в поле зрения

(3.1)

где V₁ и V₂ - видимость соответственно при экранированных и открытых источниках света в поле зрения работающих.

Видимость (V) - определяется числом пороговых контрастов в действительном контрасте объекта с фоном К_действ, характеризует способность глаза воспринимать объект

(3.2)

. Величина освещенности должна быть постоянной во времени и равномерна по площади (Е(T) = co№st, E(S) = co№st). Коэффициент пульсации освещенности (K_№) - критерий оценки глубины колебаний светового потока газоразрядных ламп при питании с переменным током 50 Гц.

. Следует выбрать оптимальную направленность светового потока, что позволяет, в одних случаях, рассмотреть внутренние поверхности деталей, в других - различить рельефность элементов рабочей поверхности. Оптимальный угол падения лучей = 60° к нормали поверхности, при этом видимый контраст объекта, с фоном максимален.

. Следует рационально выбрать тип источника света (ламп) по спектральному составу для обеспечения правильной цветопередачи.

. Все элементы осветительных установок - светильники, электро проводники, групповые щитки, трансформаторы и т.п. должны быть электро безопасными, а также не должны быть причиной возникновения пожара и взрыва.

. Осветительная установка должна быть проста, надежна и удобна в эксплуатации.

4. Естественное освещение

Естественное освещение - освещение помещений прямым или отраженным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях. Естественное освещение должно предусматриваться, как правило, в помещениях с постоянным пребыванием людей. Без естественного освещения допускается проектировать отдельные виды производственных помещений согласно Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.

.1 Виды естественного освещения

Естественного освещения помещений подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное.

Боковое одностороннее - когда световые проемы расположены в одной из наружных стен помещения,

Рисунок 2 - Боковое одностороннее естественное освещение

Боковое двухстороннее - световые проемы в двух противоположных наружных стенах помещения,

Верхнее - когда фонари и световые проемы в покрытии, а также световые проемы в стенах перепада высот здания.

Рисунок 3 - Боковое двухстороннее естественное освещение

Комбинированное - световые проемы, предусмотренные для бокового (верхнее и боковое) и верхнего освещения.

.2 Принцип нормирования естественного освещения

При естественном освещении создаваемая освещенность изменяется в очень широких пределах. Эти изменения обусловлены временем дня, года и метеорологическими факторами: характером облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята, относительная величина коэффициент естественной освещенности КЕО.

КЕО есть выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Е_в к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Е_н, создаваемой светом всего небосвода;

(4.2.1)

Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, т.е. способность системы естественного освещения пропускать свет.

С целью создания наиболее благоприятных условий труда установлены нормы естественной освещенности. В тех случаях когда естественная освещенность недостаточна, рабочие поверхности должны дополнительно освещаться искусственным светом. Смешанное освещение допускается при условии дополнительного освещения только рабочих поверхностей при общем естественном освещении.

Для поддержания необходимой освещенности помещений нормами предусматривается обязательная очистка окон и световых фонарей от 3 раз в год до 4 раз в месяц. Кроме того, следует систематически очищать стены, оборудование и окрашивать их в светлые цвета.

СНиП 23-05-95 устанавливают требуемую величину КЕО. в зависимости от точности работ, вида освещения и географического расположения производства. Территория России делится на пять световых поясов, для которых значения К.Е.О. определяются по формуле:

 (4.2.2)

где № - номер группы административно-территориального района по обеспеченности естественным светом;

 - значение коэффициента естественной освещенности, выбираемое по СНиП 23-05-95 в зависимости от характеристики зрительных работ в данном помещении и системы естественного освещения.

 - коэффициент светового климата, который находится по таблицам СНиП в зависимости от вида световых проемов, их ориентации по сторонам горизонта и номера группы административного района.

Освещенность помещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественной освещенности ряда точек, расположенных в пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и горизонтальной плоскости, находящейся на высоте 0,8-1 м над уровнем пола и принимаемой за условную рабочую поверхность.

При боковом естественном освещении минимальное значение освещенности нормируется :

при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;

при двустороннем - в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности.

При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО.

4.3 Принцип расчета естественного освещения

Расчет естественного освещения производится путем определения КЕО в различных точках характерного разреза, помещения. Учитывается световой поток прямого диффузного света небосвода, а также света, отраженного от внутренних поверхностей помещения и от противостоящих зданий.

Результат расчета естественного освещения - определение площади световых проемов и их размещение.

Для расчета естественного освещения необходимо иметь следующие данные: длину и ширину помещения, количество проемов, значение коэффициента отражения стен и потолка, коэффициентов светопропускания и затенения окон противостоящими зданиями, а также степень точности выполняемой работы.

(4.3.1)

Для обеспечения нормированного значения КЕО площадь световых проемов определяется по формуле:

 (4.3.2)

где S_o, - площадь окон и фонарей соответственно, м^2;

е_№- нормированное значение КЕО,%;

k_з - коэффициент запаса (СНиП 23-05-95 Таблица 3);

η_о - световая характеристика окна (СНиП 23-05-95 Таблица 26);

К_зд - коэффициент, характеризующий затенение окон от противостоящих зданий (СНиП 23-05-95 Таблица 27); S_№- площадь пола, м²;

r₁ - коэффициент, учитывающий отражение света от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию (СНиП 23-05-95 Таблица 30).

 - общий коэффициент светопропускания, характеризующий потерю света в материале остекления, определяемый по формуле:

, (4.3.3)

где τ₁ - коэффициент светопропускания материала (СНиП 23-05-95 Таблица 28);

τ₂ - коэффициент потерь света в переплетах окон (СНиП 23-05-95 Таблица 28);

τ₃ - коэффициент потерь света в несущих конструкциях;

τ₄ - коэффициент потерь света в солнцезащитных устройствах (СНиП 23-05-95 Таблица 29);

τ₅ - коэффициент потерь света в защитной.

Вычислив площадь световых проемов и зная площадь окон. определяют количество оконных проемов.

5. Искусственное освещение

.1 Виды искусственного освещения

По функциональному назначению искусственное освещение может

быть следующих видов:

·  рабочее;

·  аварийное (для продолжения работ, для эвакуации людей из помещения);

·  специальное;

·        охранное (дежурное);

Рабочее освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта. Для помещений, имеющих зоны с разными условиями естественного освещения и различными режимами работы, необходимо раздельное управление освещением таких зон.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное.

При необходимости часть светильников рабочего или аварийного освещения может использоваться для дежурного освещения.

По расположению осветительных приборов различают следующие схемы искусственного освещения:

а) общее:

- равномерное (при примерно одинаковых расстояниях между светильниками и их рядами);

- локализованное (при размещении светильников группами с учетом, расположения рабочих мест);

б) комбинированное (к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток на ограниченных участках рабочей поверхности).

Применение одного местного освещения внутри производственных помещений не допускается.

5.2 Нормирование искусственного освещения

Нормативным документом является СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение», введенный в действие с 01.01.1996 г. постановлением Минстроя России от 2.08 1995г. №18-78 с изменением №1, утвержденным постановлением Госстроя России от 29.05.2003 года, №44.

При нормировании учитываются следующие факторы:

) Характеристика зрительной работы. Все зрительные работы в зависимости от наименьшего размера объекта различения разделены на восемь разрядов, которые обозначаются римскими цифрами от I до VШ. Разряды I-V делятся в зависимости от сочетания характеристики фона и контраста объекта различения с фоном на четыре подразряда, обозначаемые буквами от а до г. Фон считается светлым, если он отражает более 40, средним - при отражении от 20 до 40 и темным - при отражении менее 20% падающего на него светового потока. Контраст объекта различения с фоном К определяется отношением абсолютной величины разности между яркостью объекта и фона к яркости фона. Контраст считается большим при К более 0,5, средним - при К от 0,2 до 0,5, малым - при К менее 0,2. Разряд VШ также делится на подразряды, но в зависимости от времени пребывания людей в помещении и продолжительности наблюдения за ходом производственного процесса.

Нормативные значения освещенности повышаются вместе с увеличением продолжительности зрительной работы, с уменьшением размера объекта различения, коэффициента отражения фона и величины контраста объекта различения с фоном.

2) Система освещения. Обратите внимание на то, что при системе комбинированного освещения нормативные значения освещенности всегда выше, чем для общего освещения. Это сделано для сглаживания разницы в освещении рабочей поверхности местным светильником и остального пространства помещения, освещаемого светильниками общего освещения. Для зрительных работ разрядов Iа и IIа обязательно применение комбинированного освещения. Для работ разрядов IVг, и Vб и ниже по точности рекомендуется применение только общего освещения.

3) Тип применяемых ламп. При применении разрядных ламп нормативные значения освещенности повышаются по сравнению с лампами накаливания. Это делается с учетом более высокой экономичности разрядных ламп и для надежного устранения стробоскопического эффекта. При применении ламп накаливания их следует снижать по стандартной шкале освещенности в люксах: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000:

- на одну ступень при системе комбинированного освещения, если нормируемая освещенность составляет 750 лк и более;

тоже, общего освещения для разрядов I-V и VII;

на две ступени при системе общего освещения для разрядов VI и VIII.

Нормативы освещенности, приведенные в Приложении А, следует повышать на одну ступень в следующих случаях:

при работах I-IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;

при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее;

при специальных повышенных санитарных требованиях (предприятия пищевой, химико-фармацевтической промышленности и т.п.), если освещенность от системы общего освещения - 500 лк и менее;

при работе или производственном обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения - 300 лк и менее;

в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

В то же время разрешается снижать нормы освещенности на одну ступень в помещениях, где выполняются работы IV - VI разрядов при кратковременном пребывании людей или оборудование не требует постоянного обслуживания.

6. Источники искусственного света

В качестве источников света при искусственном освещении применяются:

·лампы накаливания (световой поток создается металлической спиралью, раскаляемой проходящим по ней электрическим током):

·люминесцентные лампы (световой поток создается в результате электрического разряда в газе, парах металлов или в их смеси).

6.1 Лампы накаливания

Несмотря на расширяющееся применение газоразрядных ламп, лампы

накаливания (ЛН) остаются численно преобладающими в выпуске источников света.

Основные особенности ламп накаливания:

а) изготовление в широком ассортименте, на самые разные мощности и напряжения и различных типов, приспособленных к определенным условиям применения;

б) непосредственное включение в сеть без дополнительных аппаратов;

в) работоспособность (хотя и с резко изменяющимися характеристиками) даже при значительных отклонениях напряжения сети от номинального;

г) незначительное (около 15%) снижение светового потока к концу срока службы;

д) почти полная независимость от условий окружающей среды (вплоть до возможности работать погруженной в воду), в том числе от температуры;

е) компактность.

Недостатками ЛН являются:

а) низкая световая отдача;

б)      преобладание в спектре излучений желто-красной части спектра;

в)      ограниченный срок службы.

Основными характеристиками лампы являются номинальные значения напряжения, мощности, светового потока (иногда - силы света), срок службы, а также габаритные размеры (полная длина L, диаметр D, высота светового центра).

6.2 Люминесцентные лампы

Широко применяемые в осветительных установках трубчатые люминесцентные ртутные лампы (ЛЛ) низкого давления имеют ряд существенных преимуществ, в числе которых:

б) большой срок службы, доходящий у стандартных ламп до 10000 ч;

в) возможность иметь источники света различного спектрального состава при лучшей для большинства типов цветопередаче, чем у ламп накаливания;

г) относительно малая (хотя и создающая ослепленность) яркость, что в ряде случаев является достоинством.

Основными недостатками ламп являются:

а) относительная сложность схемы включения;

б) ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной

мощности;

в) невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от сети постоянного тока;

г) зависимость характеристик от температуры внешней среды; для обычных ламп оптимальная температура окружающего воздуха 18-25° С; при отклонении температуры от оптимальной световой поток и световая отдача снижаются; при t < 10° С зажигание не гарантируется;

д) значительное снижение потока к концу срока службы; по истечении последнего поток должен быть не менее 54% номинального;

е) вредные для зрения пульсации светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц; они могут быть устранены или уменьшены только при совокупном действии нескольких ламп при соответствующих схемах включения.

При действующих нормах, в которых разрыв между значениями освещенности для ламп накаливания и газоразрядных ламп в большинстве случаев не превышает двух ступеней, высокая световая отдача и большой срок службы ЛЛ, так же как ламп ДРЛ, делают их в большинстве случаев (кроме некоторых работ низших разрядов) более экономичными, чем лампы накаливания как по расходу энергии, так и по годовым затратам.

.3 Выбор источников света

При выборе источника света искусственного освещения принимают во внимание следующие характеристики:

. электрические (номинальное напряжение, В; мощность лампы, ВТ)

. светотехнические (световой поток лампы, лм; максимальная сила света I_max, КД).

. эксплуатационные (световая отдача лампы ф = F/P, лм/Вт; полезный срок службы);

. конструктивные (форма колбы лампы, форма тела накала прямолинейная, спиральная; наличие и состав газа, заполняющего колбу, его давление).

освещение цех источник светильник

7. Светильники

Светильником называется осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов.

Светильник состоит из лампы и арматуры (в практике термин «арматура» выходит из употребления). Функциональное назначение светильников:

перераспределение светового потока лампы;

предохранение глаз работающего от воздействия больших яркостей источника света.

Характеристики светильников:

кривая силы света в полярной системе координат (Рис. 4) - характеризует светильник с точки зрения распределения световой энергии

Рис. 4

Рис. 5

угол защиты - угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала с противоположным краем отражателя (Рис. 5).

КПД - отношение фактического светового потока светильника к световому потоку лампы

Реже используются яркостные характеристики (габаритная и максимальная яркость, кривые распределения яркости) и коэффициент усиления.

ГОСТ 13828-74 разделяет светильники на классы в зависимости от того, какую долю всего потока светильника составляет поток нижней полусферы.

По распределению светового потока различают светильники прямого, рассеянного, отраженного света.

Тот же ГОСТ устанавливает 7 типовых кривых силы света: концентрированная (К,), глубокая (Г), косинусная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), равномерная (М), синусная (С). Основным признаком, определяющим тип кривой, является коэффициент k_ф, т. е. отношение максимальной силы света светильника к средней арифметической для данной плоскости.

Кривые силы света, не отвечающие условиям ни для одной из типовых кривых, признаются специальными.

Каждому светильнику, за исключением светильников специального назначения и для установки на транспорте присваивается шифр (условное обозначение).

Структура шифра такова:

где 1 - буква, обозначающая источник света (Н - лампы накаливания общего применения, Р - ртутные лампы типа ДРЛ, Л - прямые трубчатые люминесцентные лампы, И - кварцевые галогенные лампы накаливания, Г - ртутные лампы типа ДРИ, Ж - натриевые лампы, К - ксеноновые трубчатые и т.д.);

- буква, обозначающая способ установки светильника (С - подвесные, П - потолочные, Б - настенные, В - встраиваемые и т.д.);

- буква, обозначающая основное назначение светильника (П - для промышленных предприятий, О - для общественных зданий, У - для наружного освещения, Р - для рудников и шахт, Б - для бытовых помещений);

- двузначное число (01-99), обозначающее номер серии;

- число, обозначающее количество ламп в светильнике (для одноламповых светильников число 1 не указывается и знак * не ставится, а мощность указывается непосредственно после тире);

- число, обозначающее мощность ламп в ваттах;

- трехзначное число (001-099), обозначающее номер модификации;

- обозначение климатического исполнения и категории размещения светильников.

Согласно ГОСТ 13828-74 и с учетом ГОСТ 14254-69 степень защиты светильников обозначается двумя цифрами: первая - защита от пыли, вторая - от воды.

Светильники классифицируются также по степени защиты от пыли, воды и взрыва.

По защите от пыли различаются светильники открытые (2); перекрытые (2') с неуплотненной светопропускающей оболочкой (по ГОСТ 13828-68 не защищенные от пыли светильники обозначались: 0 - открытые, 0' - перекрытые) - полностью пылезащищенные (5), допускающие проникновение пыли лишь в безвредных для светильника количествах; частично пылезащищенные (5') - с защитой от пыли, но только токоведущих частей; полностью пыленепроницаемые (6); частично пыленепроницаемые (6').

Степени защиты светильников от воды принимаются по ГОСТ 14254-69: незащищенные (0), каплезащищенные (2), дождезащищениые. (3), брызгозащищенные (4), струезащищенные (5) и т. д.

Из различных взрывозащшценных исполнений для светильников характерны исполнения повышенной надежности (Н) и взрывонепроницаемое (В).

7.1 Выбор светильников

Выбор светильников производится на основе учета требований:

светотехнических;

экономических, в том числе энергетических;

связанных с условиями среды;

эстетических (в определенных случаях).

Для уменьшения слепящего действия выбираются светильники с защитным углом или со светорассеивающими стеклами.

При необходимости уменьшения отраженной блескости применяются также светильники с рассеивателями, а в особых случаях светильники выполняются в виде больших диффузных поверхностей, светящих отраженным или пропущенным светом.

При необходимости освещения высокорасположенных поверхностей применяются светильники, имеющие достаточную силу света в направлениях, примыкающих к горизонтали, а иногда и выше последней.

Исключительное значение имеет создание достаточной яркости потолков и стен освещаемого помещения. Поэтому, если эти поверхности имеют хороший коэффициент отражения, целесообразно применение светильников преимущественно прямого или рассеянного света, а при специальных требованиях к качеству освещения - также преимущественно отраженного или отраженного света.

В частности, в помещениях для работы общественных и административных зданий следует применять светильники, излучающие в верхнюю полусферу не менее 15% своего потока. При необходимости повысить вертикальную освещенность в любой точке помещения следует избегать применения светильников с высокой концентрацией потока, а использовать главным образом светильники с типовыми кривыми Д, а в отдельных случаях - М.

При необходимости осветить определенные вертикальные поверхности светильники локализуются, а в некоторых случаях применяются светильники одностороннего светораспределения или светильники устанавливаются наклонно.

При выборе светильников по условиям среды обязательны требования к исполнению их в пожароопасных и взрывоопасных помещениях.

В остальных случаях проектировщику предоставляется известная свобода выбора, тем более что часто повышенная надежность светильника сопровождается увеличением его стоимости и усложнением обслуживания, а такие характеристики помещения по ПУЭ, как «пыльное» или «с химически активной средой» очень широки, и в пределах каждой из них, качество и свойства пыли, газов и т. п. могут быть весьма различными.

В сухих, влажных, сырых и жарких помещениях допустимо любое исполнение светильников, но в сырых помещениях корпус патрона должен быть из изоляционных, влагостойких материалов, а в жарких помещениях все части светильника должны быть из материала необходимой теплостойкости.

В жарких помещениях применение светильников с замкнутыми стеклами следует ограничивать, если же оно неизбежно, то в люминесцентных светильниках необходимо устанавливать высокотемпературные амальгамные лампы, а в светильниках с лампами накаливания - принимать мощность последних на ступень ниже номинальной.

В особо сырых (а отчасти также и в сырых) помещениях слабым местом светильников является узел ввода проводов, поэтому здесь необходимы светильники, имеющие уплотненный или раздельный для каждого проводника ввод.

При этом из характерных конструктивных схем полностью пылезащищенных (пыленепроницаемых) светильников лучшей является схема с уплотненным стеклом на выходном отверстии (ППД2, УП24), средней - с рассеивателем без отражателя (ППР, НСП09) и худшей - с отражателем и рассеивателем (ППД).

Дополнительно надо учитывать следующее:

. В условиях частых заливов (водой, пульпой, растворами) рекомендуются светильники с боковым вводом НПП01, ПСХ, НСР01, НСП09, а также светильники с отражателями (например, ППД взамен ППР).

. При гидравлической уборке пыли, когда струя воды может попасть на светильник (особенно в помещениях небольшой высоты), рекомендуется ввиду отсутствия специальных струезащищенных светильников применение люминесцентных светильников с рассеивателями (ПВЛП, ЛПП01), а в отдельных случаях - и с открытыми лампами (ПВЛМ).

. В условиях особой сырости и химически активной среды предпочтительны светильники с неметаллическими корпусами и отражателями (пластмассовыми, из стеклопластика и др.), из металлических же корпусов предпочтительны литые из алюминиевых сплавов, а не штампованные стальные. При особой опасности поражения током (например, в душевых) следует применять светильники только с неметаллическими корпусами (НСПОЗ, БУЙ, ПУН, ПСХ).

. Поскольку ПРА в химически стойком исполнении пока еще не выпускаются, следует считать временно допустимым применение в химически активных средах обычных ПРА.

. Учитывая разнообразие химически активных сред, необходимо выбор типа светильника осуществлять только с учетом эксплуатации тех или иных светильников в условиях, аналогичных условиям проектируемого объекта.

В тяжелых условиях среды в целях повышения стабильности светотехнических характеристик рекомендуется применение в светильниках ламп с внутренним отражающим слоем (ЗС, ЗК, ЛБР, ДБ, МОД, МОЗ).

В пыльных помещениях следует ограничивать применение светильников с защитными сетками, решетчатыми затенителями и другими элементами, способствующими запылению.

На пищевых предприятиях должно быть исключено выпадение ламп из светильника, что достигается применением сплошных рассеивателей, решетчатых затенителей, защитных стекол, патронов с накидными гайками и др.

8. Расчет искусственного освещения

Задачей расчета искусственного освещения является определение потребной мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности. Проектирование искусственного освещения осуществляют в следующей последовательности:

. Выбор типа источника света. Для общего освещения производственного помещения, как правило, применяют газоразрядные лампы, для местного - лампы накаливания.

. Определение системы освещения (общее или комбинированное). Эффективнее система комбинированного освещения, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна, т.к. создает равномерное распределение световой энергии. Местное освещение повышает освещенность, а также создает необходимую направленность светового потока. В производственном помещении не допускается использовать одно местное освещение (для исключения частой переадаптации зрения ввиду неравномерности освещения).

. Выбор типа светильников с учетом характеристик светораспределения, ограничения прямой блескости, по экономическим показателям, условиям среды, а также с учетом требований взрыво- и пожа-робезопасности.

. Определение количества светильников и их распределение, Светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно.

. Определение нормы освещенности на рабочих местах (в зависимости от размера объекта различения, фона, контраста).

Расчет искусственного освещения осуществляют следующими методами:

метод светового потока (E_cp=f(F));

точечный метод (E=f(I));

метод удельной мощности.

8.1 Метод светового потока

Метод коэффициента использования светового потока применим для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности. Световой поток лампы (или группы ламп светильника) определяется по формуле:

(5.1)

где Е_н освещенность в соответствии с нормами,

S - площадь помещения,

k - коэффициент запаса (1.4...1.8),

Z - коэффициент неравномерности освещенности по помещению (1.1...1.2),

№- количество светильников,

 - коэффициент использования светового потока - зависит от геогеометрии помещения, коэффициента отражения потолка и стен, типа светильника.

  (5.2)

Определив F_л, подбирается по справочнику ближайшая стандартная лампа и определяется общая электрическая мощность осветительной установки.

Допускается отклонение расчетного светового потока от фактического на величину -10% - +20%

8.2 Точечный метод

Точечный метод пригоден для расчета любой системы освещения при произвольно-ориентированных рабочих поверхностях. В основу метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света (закон сохранения энергии для светотехники).

 (5.3)

Для практических расчетов используют введение коэффициента запаса и производят замену г на h/cos(), тогда

 (5.4)

Определив освещенность от условной лампы, подсчитывают необходимый поток лампы для создания освещенности в соответствии с нормами

[лм](5.6)

Подбирают стандартную ближайшую лампу, обеспечивающую рассчитанный световой поток и, наконец, рассчитывают суммарную электрическую мощность всей системы освещения.

8.3 Метод удельной мощности

Метод удельной мощности является наиболее простым, но наименее точным, поэтому его используют при ориентировочных расчетах.

Метод позволяет определить мощность лампы Рд (Вт) для создания в помещении нормируемой освещенности:

(5.7)

где р - удельная мощность, Вт/м²;

S - площадь помещения, м²;

№- число ламп в осветительной установке.

Удельная мощность представляет собой частное от деления суммарной мощности лампы на площадь помещения. Она зависит от выбранной нормы освещения, типа светильника, высоты его подвеса, отражающих свойств помещения.

Имеются таблицы удельной мощности, составленные на основе рассчитанных для типовых значений коэффициента использования светового потока. При пользовании этими таблицами расчетные значения для освещения 100 лк от реально применяемых светильников округляется делением табличных значений на выражение в долях единицы значения КПД светильников.

9. Практическая часть. Расчеты искусственного и естественного освещения швейного цеха

.1 Расчет бокового двухстороннего естественного освещения в швейном цехе

Целью расчета естественного освещения является определение площади световых проемов, то есть количества и геометрических размеров окон, обеспечивающих нормированное значение КЕО.

Условно поднлима помещение на две равные части и проведем расчет в каждой из них. План-схема помещения приведен на рисунке 6.

Рисунок 6 - План-схема швейного цеха

Нормированное значение коэффициента естественной освещенности вычислим по формуле (4.2.2)

Согласно [1, СНиП 23-05-95]: №=5; е_Н=1,5; m=0,8

%.

Определим суммарную площадь световых проемов для расчетной точки М₁.

Согласно [1, СНиП 23-05-95]: τ₁=0,9; τ₂ =0,75; τ₃=1; τ₄=0,8; τ₅=0,9

Согласно [1, СНиП 23-05-95]: К_з=1,3; η_о=8; К_зд=1; r₁=1; е_н=1,5 и площади пола равной

получим суммарную площадь световых проемов:

=80,9м²;

Определяем площадь одного светового проема:

м²;

Тогда, количество световых проемов вычислим по формуле:

Следовательно, суммарное количество световых проемов равно 44.

9.2 Расчет искусственного освещения в швейном цехе

Целью расчета является определение количества светильников, необходимых для обеспечения нормированного значения освещенности в швейном цехе.

Размеры цеха: А = 36 м; B = 18 м; h = 4,2 м.

Коэффициенты отражения потолка, стен и пола: r_п = 70%, r_с = 50%, r_р = 30%.

Согласно условию можно отнести категорию выполняемых работ к работам очень высокой точности точности с присвоением разряда II, подразряда а.

В швейных цехах, как правило, применяют систему комбинированного освещения.

Согласно нормам [1, СНиП 23-05-95, табл.1] в соответствии с выбранным разрядом зрительных работ наименьшая освещенность рабочей поверхности Е_н принимается равной 400 лк.

В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы, основным достоинством которых является высокая светоотдача (до 80 лм/Вт), срок службы до 12000 ч, хорошая цветопередача, низкая температура.

Рекомендуемые источники света при системе комбинированного освещения с высокими требованиями к цветоразличению - ЛБ, ЛХБ. Выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ.

По справочнику Кнорринга мы определили, что швейный цех относится к пожароопасным помещениям класса П-IIa, рекомендуется применять светильники ЛСП 18.