Тема: Освітлення виробничих приміщень.

Дізнаємось

3. Штучне освітлення і його види.
Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення приміщень у темний період доби. При організації штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.
Нормовані значення залежать не тільки від найменшого розміру об’єкта розпізнавання, але і від контрасту об’єкта з фоном та характеристики фону. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк (розряд Іа, а найменша —30 лк (розряд VІІІв).

До основних джерел штучного освітлення відносяться: лампи розжарювання, газорозрядні лампи та світлодіодні лампи.



Лампи розжарювання відносяться до теплових джерел світла. Під дією електричного струму нитка розжарювання (вольфрамовийдріт) нагрівається до високої температури і випромінює потік променевої енергії.
Переваги Ці лампи характеризуються простотою конструкції та виготовлення, відносно низькою вартістю, зручністю експлуатації, широким діапазоном напруг та потужностей.
Поряд з перевагами їм притаманні і суттєві недоліки: велика яскравість (засліплюючи дія); низька світлова віддача (7—20лм/Вт); відносно малий термін експлуатації (до 2,5тис.год); переважання жовто-червоних променів в порівняні з природним світлом; висока температура нагрівання до 140°С і вище що робить їх пожежонебезпечними. Лампи розжарювання використовують, як правило, для місцевого освітлення, а також освітлення приміщень з тимчасовим перебуванням людей.
Газорозрядні лампи внаслідок електричного розряду в середовищі інертних газів і парів металу та явища люмінесценції випромінюють світло оптичного діапазону спектра.
Основною перевагою газорозрядних ламп є їх економічність. Світлова віддача цих ламп становить 40—100 лм/ Вт, що в 3—5 разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Термін експлуатації — до 10 тис. год (2роки), а температура нагрівання (люмінесцентні) — 30—60 °С. Окрім того, газорозрядні лампи забезпечують світловий потік практично будь-якого спектра, шляхом підбирання відповідним чином інертних газів, парів металу, люмінофора.
Основним недоліком газорозрядних ламп є Складність схеми вмикання, шум дроселів, значний час між вмиканням та запалюванням ламп, відносно висока вартість, зміни світлового потоку в часі в освітлювальних установках та пульсація світлового потоку, що може зумовити виникнення стробоскопічного ефекту — явища спотворення зорового сприйняття об'єктів, які рухаються, обертаються чи змінюються в пульсуючому світлі, що виникає при збігові кратності частотних характеристик руху об'єктів і газорозрядних ламп. Таке спотворене зорове сприйняття може призвести до нещасного випадку, оскільки об'єкт, що рухається, чи обертається може здаватись нерухомим.

Окрім ламп розжарювання та газорозрядних ламп
для освітлення промисловість випускає світодіодні лампи (лампи LED).
Головні переваги LED-ламп, – це екологічність та економічність: на відміну від ЛЛ вони не містять ртуті та забезпечують близько 50 000 годин експлуатації. (при правильному використанні та стабільному струмі LED-лампи можуть працювати майже 7 років, а ЛЛ – близько 2 років). Світлова віддача цих ламп становить 40—140 лм/ Вт. Високий ресурс стійкості: ударна та вібраційна витривалість. Чистота і різноманітність кольорів. Направленість випромінювання: немає втрат світлового потоку (відсутні втрати в рефлекторі, світлодіод не освітлює простір позаду себе). Можливе регулювати інтенсивності освітлення: сумісні з регуляторами яскравості, вимикачами з підсвіткою, датчиками руху, фотоелементами, таймерами тощо. Низькі витрати на експлуатацію освітлюваних приладів: за рахунок рідкої заміни відпадає потреба в додаткових спеціалістів. Екологічна і протипожежна безпека. Не викликає втоми очей (відсутність мерехтіння). Відсутня необхідність спеціальної утилізації. Відсутній ефекту стробоскопу. Працюють при низьких температурах (на відміну від люмінесцентних). Різні варіанти потужності (можна обрати будь-яку). Максимальний світловий потік досягається одразу після вмикання.
Недоліки LED-ламп (світлодіодних): зміни світлового потоку в часі в освітлювальних установках до 20 %., Висока ціна: від 80 до 250 грн (в 10 разів проти ЛЛ), «Не люблять» герметично закриті корпуси та високу вологість.

В лабораторіях та робочих кабінетах використовуються світильники.
Світильник — це світловий прилад, що складається із джерела світла (лампи) та освітлювальної арматури. Освітлювальна арматура перерозподіляє світловий потік лампи в просторі, або змінює його властивості (наприклад, змінює спектральний склад випромінювання), захищає очі працівника від засліплюючої дії ламп. Окрім того, вона захищає джерело світла від впливу навколишнього пожежо- та вибухонебезпечного чи хімічно активного середовища, механічних ушкоджень, пилу, бруду, атмосферних опадів.
Світильники відрізняються цілою низкою світлотехнічних та конструктивних характеристик.
Коефіцієнт корисної дії.(ККД) світильника визначається відношенням світлового потоку світильника до світлового потоку встановленої в ньому лампи. Освітлювальна арматура поглинає частину світлового потоку, що випромінюється джерелом світла, однак завдяки раціональному перерозподілу світла в необхідному напрямку збільшується освітленість на робочих поверхнях.
Захисний кут світильника у — кут, утворений горизонталлю, що проходить через нитку розжарювання лампи (поверхню люмінесцентної лампи) та лінією, яка з’єднує нитку розжарювання (поверхню лампи) з протилежним краєм освітлювальної арматури. Захисний кут визначає ступінь захисту очей від впливу яскравих частин джерела світла, тому його величину враховують з поміж інших чинників при визначенні місця та висоти розташування освітлювальних приладів.
За призначенням світильники можуть бути загального та місцевого 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.
В адміністративно-конторських приміщеннях доцільно використовувати світильники розсіяного світла, значна частина світлового потоку яких направляється на стіни та стелю і, відбиваючись від них, сприяє усуненню різких тіней, що за характером роботи бажано саме для таких приміщень.
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 пожежонебезних приміщеннях.

Навчимось

4. Розрахунок системи штучного освітлення
Розрахунок системи штучного освітлення зводиться до вибору системи освітлення, визначення типу й необхідної кількості світлових приладів (ламп) та світильників.
Світловий потік відображає кількість лучистої енергії, яка проходить через деяку площу та вимірюється в люменах.
Відношення світлового потоку F до освітленої площі S характеризує освітленість E даної площі: .
Освітленість вимірюється в люксах.
У виробничих умовах необхідно передбачати таке штучне освітлення, котре мало б створити безпечні умови праці. За неправильного освітлення нещасний випадок найбільш вирогідний.
У виробничих приміщеннях при виконанні робіт І, ІІ, ІІІ розрядів освітлення роблять загальне та місцеве. Застосування одного місцевого освітлення недопустимо. Місцеве освітлення працює від напруги 36 та 12 В.
2. Площа а×b м2. Висота приміщення H м. Розрахуйте штучне освітлення для цього приміщення.
Застосуємо світильники «Універсаль» з матовим затемнювачем. Під час роботи на стендах освітлювальна поверхня знаходиться на висоті 1-1,2 м. Приймаємо hр = 1 м, а відстань між світильниками = 4 м. Знайдемо кількість ламп за формулою.
Світловий потік однієї лампи отримаємо з формули. . де
Fл – світловий потік, лм;
K – коефіцієнт запасу;
Е – освітленість за нормою, лк;
S – площа підлоги в приміщенні, м2;
Z – коефіцієнт нерівномірності освітленості;
– коефіцієнт використання світлового потоку;
n – кількість встановлених ламп.

Числові значення величин, що входять до формули, виберемо з таблиць. Для приміщення зі середнім виділенням пилу (табл. 1) при застосуванні ламп розжарювання коефіцієнт запасу дорівнює 1,5. Мінімальну норму освітленості Е = 100 лк вибираємо для робіт, які потребують розрізнення предметів більш як 1-10 мм.
Коефіцієнт нерівномірності освітлення Z знайдемо в табл. 3. Для цього визначимо висоту підвішування світильника Нс, виходячи з того, що в відділі є кран-балка і світильники, підвішені на 0,5 м від стелі:
Далі обчислюємо відношення
З табл. 3 для світильника типа «Універсаль» з матовим затемненням Z = ______. Коефіцієнт використання світлового потоку знайдемо з даних табл. 2, підрахувавши показник приміщення .
За мінімальним коефіцієнтом відбиття світлового потоку від стін =

Підставимо отримані значення до формули лм.
За віддаваним світловим потоком (табл.6) вибираємо потужність кожної лампи. Вона дорівнює _ Вт.


Таблиця 1.
Коефіцієнт запасу
Характеристика об’єкта Коефіцієнт запасу k Строки чистки світильників
(не рідше)
люмінесцентні лампи лампи розжарювання
Приміщення з великим виділенням пилу, диму та коптю 2 1,7 4 рази на місяць
Приміщення зі середнім виділенням пилу, диму та коптю 1,8 1,5 3 рази на місяць
Приміщення з малим виділенням пилу, диму та коптю 1,5 1,3 2 рази на місяць
Відкриті простори 1,5 1,3 3 рази на місяць


Таблиця 2.
Зміна коефіцієнта використання світлового потоку
Тип світильника Коефіцієнт відбиття,% Значення при показнику приміщення, який дорівнює

стелі стін 0,5 0,6 0,8 1,0 1,5 2 3 4 5
«Універсаль»без затемнення 0,3
0,5
0,7 0,1
0,3
0,5 0,21
0,24
0,28 0,27
0,3
0,34 0,35
0,38
0,41 0,40
0,42
0,45 0,46
0,48
0,51 0,5
0,52
0,55 0,55
0,57
0,6 0,57
0,59
0,62 0,58
-
-
«Універсаль» з матовим затемнення 0,3
0,5
0,7 0,1
0,3
0,5 0,14
0,17
0,21 0,19
0,22
0,26 0,26
0,28
0,32 0,3
0,32
0,35 0,35
0,36
0,4 0,39
0,40
0,43 0,43
0,43
0,47 0,45
0,47
0,49 0,46
0,48
0,51
«Люнетта» 0,3
0,5
0,7 0,1
0,3
0,5 0,14
0,16
0,22 0,19
0,21
0,27 0,25
0,26
0,33 0,29
0,31
0,37 0,34
0,37
0,44 0,38
0,41
0,48 0,44
0,47
0,54 0,46
0,50
0,59 0,48
0,52
0,61
Лампа без відбивача 0,3
0,5
0,7 0,1
0,3
0,5 0,1
0,13
0,21 0,14
0,18
0,26 0,19
0,24
0,32 0,22
0,28
0,37 0,28
0,36
0,45 0,32
0,40
0,51 0,38
0,46
0,59 0,42
0,51
0,64 0,45
0,54
0,67


Таблиця 3.
Значення коефіцієнта нерівномірності освітленості Z
Тип світильника Коефіцієнт Z при : Нс

0,8 1,0 1,2 1,4 1,5 1,75 2
«Універсаль» з матовим затемненням 0,650 0,770 0,938 0,975 0,915 0,912 0,845
«Універсаль» без затемнення 0,630 0,740 0,896 0,950 0,977 0,865 0,828
«Люцетта» 0,545 0,660 0,785 0,915 0,867 0,734 0,595
Глибоковипромінювач емальований 0,657 0,775 0,907 0,983 0,990 0,907 0,830
Таблиця 6.
Світловий потік ламп
Потужність ламп розжарювання при напрузі 220 В 40 60 100 150 200 300
Світловий потік лампи, лм 336 540 1000 1710 2510 4100

Проблемні питання

Д.з.

Доступно тільки для зареєстрованих користувачів