Искусственное освещение. Источники света и светильники Выбор нормируемой освещённости

ОХРАНЫ ТРУДА И ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Вопросы охраны труда и пожарной безопасности занимают первостепенное место в любой организации, независимо от рода деятельности. Особого внимания требует деятельность организации, а в данном случае испытательной лаборатории производственной безопасности, где присутствуют почти все вида опасных факторов производства.

Охрана труда – система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия.

Управление в лаборатории охраной труда осуществляется руководителем, а для организации работ по охране труда создается «Отдел охраны труда и техники безопасности».

5.1. Расчёт искусственного освещения и размещение светильников

Для сохранения высокой работоспособности, снижения утомления, травматизма и повышения эффективности и безопасности труда, необходимо правильно спроектировать и рационально выполнить освещение производственных помещений.

При расчете искусственного освещения основной задачей является определение требуемой мощности электрических осветительных установок для того, чтобы создать в помещении заданную освещенность.

Произведя расчет искусственного освещения, должны быть решены вопросы выбора системы освещения, источника света, светильников и их размещения, нормируемой освещенности и расчет освещения методом светового потока.

Выбор системы освещения

В производственных помещениях всех назначений применяют системы общего или комбинированного освещения. Система общего освещения делится на равномерное и локализованное освещение, выбор между ними проводят с учётом вида деятельности и размещения производственного оборудования. Если производство требует точных зрительных работ, то рекомендуется использовать систему комбинированного (общего и местного) освещения.

Выбор источников света

В настоящее время для искусственного освещения применяют такие источники света как:

Лампы накаливания;

Газоразрядные лампы.

Как правило, для общего освещения применяют газоразрядные лампы. Они обладают большим сроком службы и энергетически более экономичные. Большое распространение и применение находят люминесцентные лампы, которые различают по спектральному составу видимого света:

Белый (ЛБ);

Холодный белый (ЛХБ);

Тёплый белый (ЛТБ);

Дневной свет (ЛД);

Естественный свет (ЛЕ).

Если в конце добавляется буква «Ц» это означает то, что применяется люминофор «де-люкс», которая имеет улучшенную цветопередачу, а добавление «ЦЦ» - люминофора «супер де-люкс», имеющую высококачественную цветопередачу.

Лампы типа ЛБ, по сравнению с остальными типами, применяются наиболее часто, лампы типа ЛХБ, ЛД и ЛДЦ применяются при повышенных требованиях к передаче цветов, а лампы типа ЛТБ используются при необходимости правильной цветопередачи человеческого лица. Основные характеристики люминесцентных ламп приведены в таблице 5.1.1.

Также в производственном освещении, кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления), применяют газоразрядные лампы высокого давления, такие, как лампы типа ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные), которые применяются для освещения помещений высотой от 7 до 12 метров.

Таблица 5.1.1. Основные характеристики люминесцентных ламп.

Лампы накаливания используются в случаях невозможности или нецелесообразности применения газоразрядных ламп.

Выбор светильников и их размещение

Для того чтобы выбрать тип светильников, следует учесть условия производственной среды, экономические показатели и светотехнические требования.

Для уменьшения слепящего действия выбираются светильники с защитным углом или со светорассеивающими стеклами. При необходимости уменьшения отражения блескости применяются 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.

Для люминесцентных ламп больше распространение имеют светильники типа:

Открытые двухламповые светильники (ОД, ОДО, ОДОР, ООД);

Светильники пыле-влагозащищённые (ПВЛ);

Плафоны потолочные.

Открытые двухламповые светильники используются в помещениях с нормальными условиями, с хорошим отражением света потолком и стенами. Но возможно и применение в случаях умеренной влажности и запылённости.

Светильники ПВЛ используют в некоторых пожароопасных помещениях, мощность ламп составляет 2x40 Вт.

Плафоны потолочные применяются для общего освещения закрытых сухих помещений, с мощностью ламп 10х30 Вт (Л71Б03) и 8х40 Вт (Л71Б04).

Основные характеристики светильников с люминесцентными лампами приведены в таблице 5.1.2.

Таблица 5.1.2.Характеристики некоторых светильников с люминесцентными лампами.

Для размещения светильников в помещении необходимо знать следующие показатели:

Н – высота помещения;

h c – расстояние светильников от перекрытия;

h n = H - h c – высота светильника над полом, высота подвеса;

h p – высота рабочей поверхности над полом;

h =h n – h p – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.

Для борьбы со слепящим действием и обеспечения благоприятных зрительных условий на рабочем месте, вводятся требования, ограничивающие наименьшую высоту светильников над полом. Эти требования приводятся в таблице 5.1.3.

L – расстояние между соседними светильниками или рядами. Если расстояния по длине (А) и ширине (Б) различны, то обозначается L A и L B .

l– расстояние от крайних светильников или рядов до стены.

Таблица 5.1.3. Наименьшая допустимая высота подвеса светильниковс люминесцентными лампами.

Оптимальным расстоянием l от крайнего ряда светильников до стены рекомендуется считать L/3.

Эффективней всего равномерное размещение светильников в шахматном порядке и по сторонам квадрата (расстояния между всеми светильниками равны как между рядами, так и в ряду)

Люминесцентные светильники при равномерном размещении обычно располагают рядами, параллельно рядам оборудования. Если уровень нормированной освещенности высок, то ряды располагают непрерывно, при этом светильники сочленяют друг с другом торцами.

Оптимальность расположения светильников определяется величиной l = L/h.Если чрезмерно уменьшить эту величину, то это приведет к удорожанию устройства и обслуживания освещения, а увеличение приведёт к резкому неравномерному освещению. В таблице 5.1.4 приведены значения l для различных типов светильников.

Таблица 5.1.4. Оптимальное расположение светильников.

5.1.4. Выбор нормируемой освещённости

СНиП 23-05 – 95 «Естественное и искусственное освещение» нормирует значения освещенности рабочих поверхностей, выбор производится в зависимости от характеристик зрительной работы. Эти требования приведены в таблице 5.1.5.

Таблица 5.1.5. Нормы освещённости на рабочих местах производственных помещений при искусственном освещении

Продолжение таблицы 5.1.4.

5.1.5. Расчёт общего равномерного освещения

Расчёт общего равномерного искусственного освещения выполняется методом коэффициента светового потока, который учитывает световой поток, отражённый от потолка и стен.

Световой поток определяется по формуле:

Ф = Е н ×S×K з ×Z / (n×h),

Е н – нормируемая минимальная освещённость, лк;

S– площадь освещаемого помещения, м 2 ;

K з – коэффициент запаса (по таблице 5.1.6);

Z – коэффициент минимальной освещенности (отношение Е ср. /Е min);

n –количество светильников;

h - коэффициент использования светового потока, %.

Таблица 5.1.6. Коэффициент запаса светильников люминесцентными лампами.

Коэффициент использования светового потока hзависит от высоты светильника h, типа светильника, коэффициентов отражения стен r с и потолка r n . Коэффициент светового потока показывает, какая доля потока лампы попадет на освещаемую поверхность.

Коэффициенты отражения оценивают субъективно (см. табл. 5.1.7), а индекс помещения определяют по формуле:

Таблица 5.1.7. Значение коэффициентов отражения потолка и стен.

В таблице 5.1.8 приведены значения коэффициента использования светового потока hсветильников с люминесцентными лампами, где сочетание коэффициента отражения и индекса помещения наиболее часто встречаются.

Таблица 5.1.8. Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами.

Таким образом, рассчитав световой поток Ф и зная тип лампы, по таблице 5.1.1 следует выбрать близкую по рассчитанным значениям стандартную лампа, затем, можно определить электрическую мощность всей осветительной системы.

В случаях, если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 ¸+20%), то необходимо, либо скорректировать количество светильников n, либо изменить высоту подвешивания светильников.

Рассчитывая люминесцентное освещение, в формулу вместо количества светильников n подставляется число рядов N, а под Ф следует понимать световой поток светильников одного ряда.

Число светильников в ряду N определяется как

где Ф 1 – световой поток одного светильника.

5.2. Расчёт искусственного освещения и размещение светильников в помещениях испытательной лаборатории производственной безопасности в строительстве ИКБС МГСУ.

Расчеты искусственного освещения будут производиться по выше описанной методике.

Выбор системы освещения.

Было принято решение, что производственные помещения испытательной лаборатории будут оснащены системой общего равномерного освещения. Данное решение принималось на учете особенностей вида деятельности лаборатории и типов испытательного оборудования, которые находятся в помещении. Принцип действия испытательного оборудования основан на дистанционном управлении процессами, что минимизирует участие человека в испытаниях и не требует усиленного зрительного внимания при проведении испытаний.

Выбор источника света.

Производственные помещения испытательной лаборатории имеют размеры: Н = 6 м; А= 36 м; В=18 м.

С учетом размеров производственных помещений, продолжительности срока службы и по соображениям энергетической экономии, было выбрано в качестве источника света люминесцентные газоразрядные лампы типа ЛД-40. Так как методика проведения испытаний не требует повышенных требований к цветопередаче, то лампы типа ЛД-40 в данном случае способны полностью обеспечить сохранение высокой работоспособности персонала. Лампы типа ЛД – 40 обладают высокой светоотдачей, продолжительным сроком службы (до 10000 ч.), хорошая цветопередача и низкой температурой.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» проводимые работы можно отнести к IV разряду, «в» подразрядузрительных работ (средний контраст на светлом фоне). В соответствии с выбранным разрядом зрительных работ наименьшая освещенность рабочей поверхности Е min принимаетсяравной 200 лк.

Предлагается использовать светильники типа ОДР, так как помещение предназначено для проведения непосредственных испытаний, а значит должны выдерживаться нормальные условия.

1. Определение коэффициента запаса.

Коэффициент запаса K З учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Для производственного помещения испытательной лаборатории с газоразрядными лампами выбрано K З =1,8 (помещения со средним выделением пыли)

1. Определение коэффициента минимальной освещенности Z.

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наиболее выгодное отношение L/ h, для ламп типа ЛД рекомендуется принимать Z = 1,1.

1. Определение коэффициента светового потока η.

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка r п и стен r с .

По таблице 5.1.8 для данного помещения примем: r п = 50%, r с = 30%,

1. Расчет индекса помещения i.

Индекс помещения определяется по формуле:

А, В, h – длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

,

H – геометрическая высота помещения;

h св – свес светильника, принимаем h св = 0, 5 м ;

h p – высота рабочей поверхности. h p = 1, 0 м .

Получаем h= 4,5 м. и индекс помещения i= 2,7 .

Коэффициент использования светового потока hесть сложная функция, зависящая от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка стен и пола.

По таблице 5.1.8 методом интерполяции находим h = 61 %.

Освещаемая площадь принимается равной площади помещения:

S = AB = 1296 м 2 .

Расстояние между светильниками L определяется как:

L=1,1×4,5=4,95 м.

Значение lопределили по таблице 5.1.4 и приняли равной 1,1 для типов светильников ОДР. Таким образом рассчитаем число рядов светильников в помещении:

N b =18/4,95=3,64.

Число светильников в ряду:

N a =36/4,95=7,27.

Округляем эти числа до ближайших больших N a =7 и N b =4.

Общее число светильников:

N= N a × N b =7 × 4=28.

По ширине помещения расстояние между рядами L b =4,5 м, а расстояние от крайнего ряда до стены примем 0,5L=2,25 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также L a =4,95 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет равна 0,5L=2,48 м.

Коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Принимаем окончательноN = 28, кратное 4 линиям по 7 светильников.

Таким образом, при использовании ламп типа ЛД - 40 по четыре в каждом светильнике необходимое для обеспечения нормированной освещенности количество светильников N=28

Похожая информация.

Страница 16 из 17

Таблица 4. Характеристика светильников

Продолжение табл. 4

Рис. 27. Светильники:
а - «Астра-1», «Астра-11» («Астра-12»): б - «Астра-22», «Астра-23» («Аст- ра-2»); в - -ППД (ППР)-100: г-НСП ОЗХ60-01УЗ; д-НЧБН-150; е - ЛДОР-2Х40 (ЛДОР-2Х80); ж - ПВЛП-2Х40; 3 - ПВЛМ-2Х80; и- ПВЛ1-2Х40
Для освещения применяют разнообразные светильники с лампами накаливания, люминесцентными лампами, лампами ДРЛ. Краткая характеристика некоторых типов светильников (рис. 27), применяемых для освещения производственных объектов сельскохозяйственного назначения, приведена в табл. 4.
Подвеска светильников на крюк применяется для светильников массой до 10 кг. Светильники навешиваются на крюк с помощью кольца или скобы. В помещениях без повышенной опасности крюки не заземляются, а изолируются.
При кабельной проводке наиболее удобной является установка светильников на монтажном профиле, так как она обеспечивает крепление светильника и прокладку кабеля на участке спуска.

Осветительной называют электротехническую установку, предназначенную для искусственного освещения объектов. В состав осветительной электроустановки входят источники света, осветительная арматура, пускорегулировочные устройства, электропроводки и распределительные устройства с аппаратами защиты и управления.
Осветительные приборы ближнего действия называют светильниками, а дальнего действия - прожекторами.
Светильники в зависимости от условий среды, для которой они предназначены, по своей конструкции разделяют на следующие: открытые незащищенные, частично пылезащищенные, полностью пылезащищенные, частично и полностью пыленепроницаемые, брызгозащищенные, повышенной надежности против взрыва и взрывонепроницаемые.
По характеру светораспределения светильники делят на классы: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.
По способу установки светильники подразделяют на группы: потолочные, встраиваемые в потолок, подвесные, настенные и напольные (торшеры).
Область применения различных типов выпускаемых светильников приведена в таблице 1. Буквенные обозначения светильников приняты по каталогам светотехнических изделий и номенклатурам заводов-изготовителей, преимущественно для помещений без особых требований к архитектурному оформлению.
Конструкции наиболее распространенных светильников показаны на рисунке 1.

Таблица 1 – Типы светильников и область их применения

Рисунок 1 – Светильники:
а - «универсаль», б - глубокоизлучатель эмалированный Гэ, в - глубокоизлучатель зеркальвый Гк, г - широкоизлучатель СО, д - пыленепроницаемые ППР и ППД, е - пыленепроницаемые ПСХ-75. ж- взрывозащищенный ВЗГ, з - повышенной надежности против взрыва НЗБ - Н4Б, и - для химически активной среды СХ, к - люминесцентные ОД и ОДР (с решеткой), л - люминесцентные ЛД и ЛДР, м - люминесцентные ПУ, н - люминесцентные ПВЛ, о - люминесцентные ВЛО, п - для наружного освещения СПО-200
Светильники «универсаль» (У) выпускают для ламп 200 и 500 Вт. Это основные светильники для нормальных производственных помещений. При малых высотах их применяют с полуматовым затенителем. Для сырых помещений или помещений с активной средой применяют светильники с диском из теплостойкой резины, уплотняющим контактную полость.
Эмалированные глубокоизлучатели Гэ выпускают двух размеров: для ламп до 500 и до 1000 Вт. Применяют, как и «универсаль», во всех нормальных производственных помещениях, но с большей высотой.
Глубокоизлучатели со средней концентрацией светового потока Гс выпускают для ламп 500, 1000, 1500 Вт. Корпус светильника изготовлен из алюминия с отражателем, близким к зеркальному. Применяют для нормальных и сырых помещений и среды с повышенной химической активностью.
Глубокоизлучатели концентрированного светораспределения Гк по конструкции аналогичны светильникам Гс. Их применяют в помещениях при необходимости высокой концентрации светового потока и отсутствии требований к освещению вертикальных поверхностей. В уплотненном исполнении имеют марку ГкУ.
Люцетту цельного молочного стекла (Лц) выпускают для ламп 100 и 200 Вт и применяют для помещений с нормальной средой.
Светильники ПУ и СХ применяют для сырых, пыльных и пожароопасных помещений. Область применения взрывозащищенных светильников определяется исполнением, категорией и группой среды: В4А-50, В4А-100, ВЗГ-200, НОБ.
Светильники для местного света (СМО-1, 50 Вт, СМО-2, 100 Вт) укомплектовывают кронштейнами с выключателями и соответствующими шарнирами для поворота светильника. Им аналогичны светильники К-1, К-2, КС-50 и КС-100 - миниатюрные кососветы.
Светильники для люминесцентных ламп типов ОДР и ОДОР применяют для освещения производственных помещений, а типа АОД - для административных, лабораторных и других помещений. Светильники поставляют укомплектованными ПРУ-2, с патронами, колодками для стартеров и коммутацией для включения на одну фазу сети 220 В. Завод может поставлять светильники серии ОД сдвоенными, т. е. фактически четырехламповыми и с лампами 80 Вт.
Основными частями каждого светильника являются: корпус, отражатель, рассеиватель, узел крепления, контактное соединение и патрон для крепления лампы (рисунок 2).
Светильники с лампами ДРЛ и люминесцентными получили широкое распространение, так как имеют более высокий КПД, большую световую отдачу и значительный срок службы по сравнению со светильниками и лампами накаливания.
Для зажигания и устойчивого горения газоразрядные лампы включаются с помощью специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), стартеров, конденсаторов, разрядников и выпрямителей.


Рисунок 2 – Светильник УПД:
а - общий вид, б - вводный узел; 1 - накидная гайка, 2 - корпус, 3 - фарфоровый патрон, 4 - замок, 5 - отражатель, б - контакт заземления, 7 - колодка зажимов
Светильник с люминесцентными лампами ПВЛП (рисунок 3) - подвесной, состоит из корпуса 1, стальной планки 2, на которой монтируется электрическая схема, стального отражателя 3, рассеивателя 4 и узла крепления 5. Для разборки светильника раскрывают замки 6 и освобождают рассеиватель. Светильник имеет сальниковый ввод 7 и защищает контактное соединение и лампы от пыли и влаги. С помощью скоб 9 светильник устанавливают на потолке или подвешивают на штангах 8.


Рисунок 3 – Светильник с люминесцентными лампами ПВЛП-2Х40
Светильник РСП-12 с лампой ДРЛ (рисунок 4) состоит из отражателя 1, корпуса 2, узла подвеса 3 и рассеивателя 4. Низ светильника закрыт защитным стеклом 5.
Узел 3 крепится к корпусу 2 с помощью скобы 6, оси 7 и зажима 14, обеспечивающего легкий съем корпуса при монтаже и эксплуатации. Контактные соединения, расположенные на термоизоляционной прокладке 15, позволяют присоединять медные или алюминиевые провода сечением до 4 мм2. Крепление патрона исключает возможность проворота лампы при ее замене.
Для зарядки светильника надо отсоединить отражатель 1 от корпуса 2, для чего рукоятку зажима 14 повернуть против часовой стрелки и снять его с оси 7. Протянуть провода через уплотнитель 8, шайбу 13, втулку 9 и прокладку 10. После протяжки проводов эти детали вкладывают в обратном порядке. Светильник устанавливают на трубе и затягивают гайкой 11 с винтом 12.


Рисунок 4 – Светильник РСП-12 с лампой ДРЛ:
а - общий вид, б - вводный узел

Рисунок 5 – Схемы включения ламп ДРЛ
На рисунке 5 показана схема включения лампы ДРЛ от сети с напряжением Uc. Лампа 4 включается через дроссель 5 и ПРУ 3, состоящего из резистора 2, выпрямительного устройства 7, разрядника 6 и конденсатора подавления помех.

Создание в производственных помещениях высококачественного и экономичного освещения невозможно без применения рациональных светильников.

Электрический светильник представляет собой совокупность источника света и арматуры.

Наиболее важной функцией осветительной арматуры является перераспределение светового потока, которое повышает экономичность осветительной установки. Для характеристики светильника с точки зрения распределения световой энергии в пространстве составляют кривую светораспределения — характеристику силы света в полярной системе координат (рис. 21).

Рис. 21. График распределения силы света в пространстве:

1 — лампа накаливания; 2 — та же лампа, установленная в светильнике «Универсаль»

Другим не менее важным назначением осветительной арматуры является предохранение глаз работающих от воздействия чрезмерно больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения.

Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника. Защитный угол — это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя (рис. 22).

Рис. 22. Защитный угол светильника:

а — светильник с лампой накаливания; б — светильник с люминесцентными лампами

Осветительная арматура служит для предохранения источника света от загрязнения и механического повреждения. Она необходима также для подводки электрического питания и крепления ламп.

Находятся в стадии разработки светильники, которые будут совмещать функции воздухораспределения и шумоглушения.

Важной характеристикой светильника является его коэффициент полезного действия. Осветительная арматура поглощает часть светового потока, излучаемого источником света. Отношение фактического светового потока светильника к световому потоку помещенной в него лампы называется коэффициентом полезного действия.

По распределению светового потока в пространстве различают светильники прямого, преимущественно прямого, рассеянного, отраженного и преимущественно отраженного света. Выбор тех или других светильников по светораспределению зависит от характера выполняемых в помещении работ, возможности запыления воздушной среды, коэффициентов отражения окружающих поверхностей и др.

В зависимости от конструктивного исполнения различают светильники: открытые, защищенные, закрытые, пыленепроницаемые, влагозащитные, взрывозащищенные, взрывобезопасные.

По назначению светильники делятся на светильники общего й местного освещепия.

Приведенная классификация относится ко всем светильникам независимо от используемого источника света.

Для ламп накаливания наиболее распространенными являются светильники прямого света в открытом или защищенном исполнении типа «Глубокоизлучатель» и «Универсаль» (рис. 23). К светильникам преимущественного прямого и рассеянного света относятся соответственно «Люцетта» и «Шар молочного стекла» (см. рис. 23).

Рис 23. Светильники:

1 — «Универсаль»; 2 — «Глубокоизлучатель»; з — «Люцетта»; 4 — «Молочный шар»; 5 — типа ВЗГ; 6 — типа ОД; 7 — типа ПВЛ

Ряд светильников выпускается для помещений с тяжелыми условиями среды, для взрывоопасных помещений. Например, у светильника типа ВЗГ (взрывобезопасный) конструкция предусматривает локализацию взрыва внутри светильника.