Проектування систем штучного освітлення

 

При проектуванні штучного освітлення необхідно вирішити наступне: вибрати систему освітлення, тип джерела світла, тип світильників, визначити розташування світлових приладів, виконати розрахунки штучного освітлення та визначити потужності світильників та ламп.

Вибір системи освітлення, в основному, визначається точністю виконуваних зорових poбіт та особливостями виробничого обладнання. У виробничих приміщеннях при виконанні poбіт I—IV розрядів використовується, як правило, комбінована система, освітлення, оскільки досягнення необхідної освітленості при загальній системі освітлення вимагає значних витрат електричної енергії i є недоцільним. З цієї ж точки зору слід надавати перевагу локалізованому загальному освітленню, в тому числі i в системі комбінованого, витримуючи при цьому допустимі норми нерівномірності освітлення (СНиП ІІ-4-79). Система загального освітлення передбачається при технічній неможливості або недоцільності влаштування місцевого освітлення. В адміністративних та санітарно-побутових приміщеннях використовується система загального рівномірного освітлення, яка дає можливість більш рівномірно розподілити світлову енергію. Використання одного лише місцевого освітлення без загального не допускається.

У виробничих та допоміжних приміщеннях, які мають технологічне чи санітарно-технічне обладнання або виробничі ємкості, для ремонту чи огляду яких недостатньо загального або стаціонарного місцевого освітлення, слід передбачати переносне освітлення.

Вибір джерела світла. Як джерела штучного світла для виробничих приміщень, як правило, використовуються газорозрядні лампи низького (люмінесцентні), а також високого тиску (дугові ртутні, металогалогенні, натрієві, ксенонові). У випадку неможливості або техніко-економічної недоцільності застосування газорозрядних джерел світла використовуються лампи розжарювання, зокрема для освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей, у вибухонебезпечних приміщеннях i т. ін.

Найчастіше для освітлення виробничих та адміністративних приміщень використовують люмінесцентні лампи, які енергетично є більш економічніші. Окрім того, вони за спектральними характеристиками максимально наближаються до природного світла, що важливо при використані суміщеного освітлення. Якщо немає застережень стосовно спектрального складу випромінюваного світла, то найдоцільніше, з економічної точки зору застосовувати люмінесцентні лампи типу ЛБ, які мають найвищу світловіддачу.

Як джерела світла для загального освітлення виробничих приміщень зі значною висотою (механічні, механо-складальні, механо-ремонтні цехи тощо), як правило, використовуються газорозрядні лампи високого тиску типу ДРЛ (дугові ртутні), які характеризуються високою світловою віддачею при компактності джерела світла.

Застосування ксенонових ламп для освітлення всередині приміщень допускається, як виключення, тільки за узгодженням з Міністерством охорони здоров'я України.

Для місцевого освітлення робочих місць використовують люмінесцентні лампи або лампи розжарювання. Тип ламп для загального освітлення в системі комбінованого обирається незалежно від типу джерел світла місцевого освітлення.

Для аварійного та евакуаційного освітлення застосовуються лампи розжарювання та люмінесцентні лампи (в приміщеннях з мінімальною температурою повітря не нижче +5 °С та за умови живлення ламп у вcix режимах змінним струмом напругою не менше 90% від номінальної). Не допускається застосовувати для аварійного та евакуаційного освітлення ксенонові, металогалогенні, натрієві лампи, а також лампи типу ДРЛ.

Вибір світильників та їх розміщення. Вибір світильника є одним із основних питань проектування штучного освітлення, від правильного вирішення якого залежать не лише якість та економічність, але й надійність та безпека роботи освітлювальної установки.

Вибір світильників проводиться з урахуванням певних вимог: світлотехнічних, пов’язаних з умовами середовища в приміщенні, економічних, естетичних i т. ін.

Світлотехнічні характеристики світильників визначаються, в основному, двома параметрами: відношенням потоку, що випромінюється світильником в нижню півсферу, до повного світлового потоку світильника (θ = Ф_Н.П./Ф_СВ) та коефіцієнтом форми кривої сили світла.

За першим параметром (згідно з ГОСТ 17677-82) всі світильники поділяються на п’ять класів: П — прямого світла (θ>80%); Н — переважно прямого світла (60%<θ≤80%); Р — розсіяного світла (40%<θ≤60%); В — переважно відбитого світла (20%<θ≤40%) та О — відбитого світла (θ≤20%).

Криві сили світла (КСС) світильників за своєю формою поділяються на сім типів: концентрована (К), глибока (Г), косинусна (Д), півширока (Л), широка (Ш), рівномірна (М), синусна (С).

Типові криві сили світла у відносних одиницях приведені на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Типові криві сили світла.

 

Для освітлення приміщень, стіни та стеля яких мають невисокі відбиваючі властивості доцільно застосовувати світильники прямого світла, (наприклад, ЛСП02, ЛСП13, ЛВП06), які, направляючи випромінювання ламп вниз на робочі поверхні, гарантують мінімальні втрати i найкраще використання світлового потоку. Однак слід мати на увазі, що світильники цього класу створюють різкі падаючі тіні від сторонніх предметів, що необхідно враховувати при їх розташуванні.

При освітленні виробничих приміщень, стіни та стеля яких мають високі відбиваючі властивості, доцільно використовувати світильники переважно прямого світла (наприклад, ЛСП06, ЛСП22, ПВЛМ — ДО). Деяке зменшення долі світлового потоку, що безпосередньо випромінюється у нижню півсферу, компенсується покращенням якості освітлення i в той же час мало впливає на енергетичну ефективність освітлювальної установки, оскільки такі світильники мають більш високий ККД в порівнянні з аналогічними світильниками прямого світла.

В адміністративно-конторських приміщеннях доцільно використовувати світильники розсіяного світла (наприклад, ЛСО05, ЛПО26М, ЛСО02), значна частина світлового потоку яких направляється на стіни i стелю i, відбиваючись від них, сприяє усуненню різких тіней, що за характером роботи бажано саме для таких приміщень.

В приміщеннях, де відношення висоти до площі досить велике, доцільно застосовувати світильники з концентрованою чи глибокою кривою сили світла (КСС), які направляють основну частину світлового потоку безпосередньо на робочі поверхні. В приміщеннях з великою площею та незначною висотою бажано застосувати світильники з широкою формою КСС, що дозволяє навіть при значних відстанях між світильниками забезпечити рівномірний розподіл освітленості на робочих площинах.
При загальному рівномірному освітленні для визначення найраціональнішого світильника в залежності від його КСС можна використовувати відношення відстані L між сусідніми світильниками (або рядами) до висоти h їхнього розташування над робочими поверхнями (табл. 3.13)..

Т а б л и ц я 3.13 Рекомендовані та допустимі значення L/h для світильників з різними КСС

Тип КСС світильника (ГОСТ 13828-74)	L/h
Рекомендовані значення	Найбільші допустимі значення
Концентрована (К) Глибока (Г) Косинусна (Д) Рівномірна (М) Напівширока (Л)	0,4 – 0,7 0,8 – 1,2 1,2 – 1,6 1,8 – 2,6 1,4 – 2,0	0,9 1,4 2,1 3,4 2,3

 

Невідповідність світлотехнічних характеристик світильника розмірам та характеру обробки освітлюваного приміщення викликає зростання установленої потужності, зниження якості освітлення. В свою чергу, невідповідність конструктивного виконання світильника умовам середовища в приміщенні (агресивне, вологе, запилене пожежо-, вибухонебезпечне) знижує довговічність i надійність роботи освітлювальної установки, а в окремих випадках може спричинити пожежу чи вибух. Тому світильники повинні бути з необхідним ступенем захисту від умов зовнішнього середовища в місцях встановлення. Особливо жорсткі вимоги щодо цього стосуються світильників, які встановлюються у вибухо- та пожежонебезпечних приміщеннях.

Відповідно до ГОСТ 14254-80 ступінь захисту електрообладнання, в тому числі i світильників, позначається двома літерами латинського алфавіту "IP" (International Protektion — міжнародний захист) i двома цифрами після них. Перша цифра визначає ступінь захисту виробу від попадання всередину твердих тіл різних розмірів, зокрема пилу (табл. 3.14). Друга цифра визначає ступінь захисту виробу від попадання води (табл. 3.15).

Kpiм того, для світильників, згідно з ГОСТ 17677-82 застосовуються додаткові позначення ступеня захисту від пилу без літер IP, що складаються лише з двох цифр. Перша цифра зі знаком штрих може бути 2′, 5′ або 6′. Вони визначають характеристику світильників для ступенів захисту відповідно 2, 5, 6, табл. 3.14, але при цьому мають деякі особливості

2′ — з не ущільненою світлопропускаючою оболонкою (захисне скло);

5′ — з захистом від пилу, але тільки струмопровідних частин;

6′ — частково пилонепроникний.

Таблиця 3.14 Ступінь захисту електровиробу,