Расчет искусственного освещения

Лабораторная работа №2

«Исследование эффективности искусственного освещения»

Цель работы: ознакомление с принципами нормирования, методами определения эффективности и расчёта производственного освещения, а также приобретение навыков измерения и исследования освещённости на рабочем месте с учетом оценки влияния отраженного света и положения рабочей поверхности.

Общие сведения

Искусственное освещение применяется в часы суток, когда естественный свет недостаточен, и в помещениях, где он отсутствует.

Существуют два вида искусственного освещения – рабочее и аварийное.

Рабочее - освещение должно обеспечивать освещенность помещений и территорий в пределах установленных норм, при этом не должно создаваться резких теней на рабочих местах и слепящей яркости.

Аварийное – освещение применяется для обеспечения продолжения работы или эвакуации работающих из помещений при внезапном отключении рабочего освещения, если это может вызвать взрыв, пожар или длительное прекращение рабочего процесса. Освещенность, создаваемая аварийным освещением, необходимым для эвакуации, принимается не менее 0,5 лк на полу помещения и 0,2 лк на открытых площадках.

Различают две системы искусственного освещения: общее и комбинированное, когда к общему добавляют местное освещение, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Общее – подразделяется на равномерное и локализированное.

Применение только местного освещения запрещается. В целях избежания больших световых контрастов доля общего освещения должна составлять не менее 10% от нормативного.

Для искусственного освещения применяют электрические лампы накаливания, люминесцентные лампы, ртутные лампы высокого давления, натриевые, металлогалогенные, ксеноновые и др.

Искусственное освещение должно обеспечивать освещенность на рабочих местах в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95.

В основу нормирования искусственного освещения, согласно условиям зрительной работы, положены следующие параметры.

1.Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо ясно видеть при проведении работы.

2.Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения. Фон считается светлым при ρ>0,4 (коэффициент отражения), средним при 0,2>ρ>0,4 и темным при ρ<0,2.

3.Контраст объекта с фоном определяется как фотометрически измеряемая разность яркости двух зон:

K=(B_ф-В_о)/ B_ф или K=(B_о-В_ф)/ B_о,

в зависимости, что светлее – объект различения или фон, где B_ф, В_о – яркость фона и объекта соответственно, кд/м².

Различают малый, средний и большой контрасты объекта с фоном.

Большой – К>0.5(фон и объект резко отличаются).

Средний – 0.2≤K≤0.5(фон и объект заметно отличаются).

Малый – К<0.2 (фон и объект мало отличаются).

Освещенность на рабочем месте создается световым потоком, излучаемым источником света. Единицей светового потока является люмен (лм).

Освещенность Е – плотность светового потока Ф по поверхности S, на которую он падает, т.е.

Е=Ф/S.

Единицей освещенности является люкс (лк). Освещенностью в 1 лк обладет поверхность, на каждый квадратный метр площади которой падает равномерно распределенный световой поток в 1 лм.

Источник света характеризуется световой отдачей η_v – отношением светового потока, испускаемого источником света, к потребляемой им мощности Р, Вт, т.е.

η_v=Ф/Р,

где η_v измеряется в лм/Вт.

Осветительные приборы за счет наличия арматуры испускают в окружающую среду меньшую величину светового потока Ф_с, чем сам источник света Ф_л. Отношение этих величин определяет КПД светильника, т.е.

η= Ф_с/ Ф_л.

Для оценки различных светильников, применяемых в одних и тех же условиях, можно использовать характеристику ψ отношения освещенности, создаваемой на рабочем месте, к мощности Р источника светильника, т.е.

Ψ=Е/Р, (1.12)

где ψ измеряется в лк/Вт.

Для создания нормальных условий освещения важное значение имеет распределение яркости на рабочем месте и в окружающем его пространстве.

Сила света l_a, есть пространственная плотность светового потока в данном направлении. Единицей измерения силы света является кандела (кд).

Яркость Ва, характеризуется отношением величины силы света к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную направлению поверхности. Единицей измерения яркости является кд/м².

Расчет ведется по формуле

Ф= , (1.13)

где Ф – световой поток одной лампы, лм;

Е_н - наименьшая, нормируемая освещенность, лк;

k – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп, запыление и загрязнение светильников;

S_п – площадь помещения, м²;

Z – коэффициент неравномерности освещения, отношение средней освещенности к минимальной;

N – число светильников;

η – коэффициент использования светового потока, который характеризует отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп, находится в зависимости от величины индекса помещений (i) и коэффициента отражения потолка и стен (p);

n – количество ламп в светильнике.

Индекс помещения находится по формуле

, (1.14)

где H_c – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;

А,В – соответственно, длина и ширина помещения, м.

Высота расположения светильника над освещаемой поверхностью

H_c=H-h_c-h_p, (1.15)

где Н – общая высота помещения, м;

h_c – высота от потолка до нижней части светильника, м;

h_p – высота от пола до освещаемой поверхности, м.

Расчет искусственного освещения

По таблице 1.1определяем наименьшую нормированную освещенность: E_н=300(лк).

Определяем площадь помещения: S_п=16*14=224(м²).

Выбираем коэффициент неравномерности освещения Z=1,1 и коэффициент запаса k=1,2.

Определяем число светильников: N=35.

Находим высоту подвеса светильников над рабочей поверхностью по формуле (1.15). Для этого определяем высоту от потолка до нижней части светильника h_c=0,2 и высоту от пола до освещаемой поверхности h_p=1.

H_c=3,4-0,2-1=2,2(м).

По формуле (1.14) находим индекс помещения: i= =3.4.

По таблице 1.10 определяем коэффициент использования светового потока: η=0,75.

Количество ламп в светильнике n=1.

По формуле (1.13) рассчитываем световой поток одной лампы:

Ф= =3379.2(лм).

По таблице 1.11 выбираем люминесцентную лампу: ЛДЦ 80-4 со световым потоком 3380 лм.

Рассчитываем даваемую выбранной лампой освещенность:

Е_расч= =300,071(лк).

Рассчитываем погрешность:

σ= - *100%= - 0,0236%

Вывод: мы получили расхождение меньше указанных пределов, что говорит о достаточности искусственного освещения в помещении.