Расчет общего равномерного искусственного освещения производственного помещения
ПРАКТИЧЕСКАЯ
РАБОТА №1
РАСЧЕТ ОБЩЕГО
РАВНОМЕРНОГО ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПОМЕЩЕНИЯ
Цель работы: ознакомиться с алгоритмом расчёта искусственного освещения
методом коэффициента использования светового потока; рассчитать общее
равномерное освещение производственного помещения.
Метод коэффициента использования светового потока применяют для расчета
общего равномерного искусственного освещения горизонтальных поверхностей при
отсутствии затенений с учетом как прямого, так и отраженного света. Метод
основан на соотношении: Е=Ф/S, где
Е - средняя освещенность, лк; Ф - световой поток, падающий на освещаемую
поверхность, лм; S - площадь
освещаемой поверхности, м2. Световой поток, достигающий освещаемой поверхности,
значительно меньше суммарного потока ламп данной осветительной установки за
счет различных потерь. Поэтому коэффициент использования светового потока η,
%, определяется
соотношением:
η= Фр.п./ Фист (4)
где Фр.п - световой поток, достигающий расчетной поверхности, лм;
Фист- суммарный световой поток источников света осветительной установки,
лм.
Коэффициент η прямо пропорционален к.п.д. светильника и зависит от
следующих факторов: окраски стен, потолка и рабочей поверхности; характера
светораспределения светильника (чем уже кривая светораспределения, тем выше η); расчетной высоты h, с уменьшением которой η
увеличивается; площади
помещения, с возрастанием которой η увеличивается; формы помещения (чем
меньше помещение отличается от квадрата, тем выше η:
влияние формы помещения
на значение η учитывается индексом помещения i ).
В
соответствии с /1/, при использовании ламп накаливания в системе общего
освещения для I - IV разрядов зрительной работы Ен снижают на одну ступень по
шкале освещенности (ступени шкалы нормированных значений освещенности, лк:…75,
100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 1000…).
Основные исходные данные для расчета:
) нормированное значение освещенности - Е, лк
(«Приложение», табл. 1) для данного вида (разряда) зрительной работы
(разряд зрительной работы определяется величиной объекта различения);
) характеристики помещения: длина А, м; ширина В, м; высота Н, м;
коэффициенты отражения потолка и стен - ρпот, ρстен;
Порядок расчета:
. По табл.1 (см. Приложение) определить норматив Е (лк) для выполняемой
работы.
. Высоту расположения светильника над освещаемой поверхностью (расчетную
высоту) h определяют соотношением:
=Н- hс- hр (5)
где: Н- общая высота помещения, м.;с- высота от потолка до светового
центра светильника, м;р- высота от пола до освещаемой поверхности, м.
. Высоту hс определяют по
формуле:
hс= 0,2…0,25 (H- hр) (6)
или hс ≤1,5
L=λ·h (7) ℓ=
(8)
искусственный освещение поверхность затенение
где
λ
- параметрический коэффициент (для
светильников с равномерной или полуширокой, широкой кривыми распределения силы
света λ = 1,6-1,8);- высота расположения светильника над
освещаемой поверхностью, м.
.Требуемое
число светильников по длине Na и по ширине Nb помещения находят по формулам:
=А/L; Nb=В/L (9)
Полученные
расчетные значения Na и Nb округляют до целых значений.
.
Общее число светильников N= Na·Nb (10)
.
Рассчитывают индекс помещения i:
= (A·B)/(h·(A+B)), (11)
где
А и В - соответственно, длина и ширина помещения, м; h - высота
размещения светильников над рабочей поверхностью, м.
.
Полученную расчетную величину i округляют до ближайшей по табл. 4 и определяют
величину коэффициента использования светового потока η.
9.
Световой поток Ф (лк) источника света (светильника) рассчитывают по формуле 12:
Ф = (ЕН·S·KЗ·Z·100)/(N·η), (12).
где
ЕН - нормированное значение освещенности, лк;
S - освещаемая
площадь помещения, м2;
КЗ
- коэффициент запаса, учитывающий запыление (КЗ=1,3-1,8);
Z - коэффициент
неравномерности освещения: Z = 1,1 - при освещении люминесцентными лампами для
работ I - III разрядов; Z = 1,16 - то же для работ IV - VII
разрядов; Z = 1,15 - при освещении лампами накаливания и ДРЛ для
работ I - III разрядов; Z = 1,4 - то же для работ IV - VII
разрядов;
N - число
светильников;
η - коэффициент использования светового потока, %.
.
По табл. 5 или 6 выбирать ближайшую стандартную лампу и определяют её мощность.
Если в светильнике размещают несколько ламп, расчётную величину светового
потока Ф (лк) делят на количество ламп в светильнике n и рассчитывают
световой поток лампы Фл (лк). По величине Фл по табл. 5 или 6 подбирают лампу
определенной мощности.
.Выполняют
проверочный расчет фактической освещенности, решая уравнение 13 относительно ЕН
и подставляя в него фактическое значение светового потока лампы Фл:
(13)
где
Nл - общее количество ламп осветительной установки (Nл= N · n).
.
Электрическую мощность системы освещения помещения определяют, умножая мощность
лампы на общее количество ламп.
Р0=Рл×Nл×кп (14)
где
Р0 и Рл мощность системы освещения помещения и мощность лампы;
кп
- коэффициент, учитывающий потери пускорегулирующей аппаратуры (ПРА): для ламп
накаливания кп=1; для люминесцентных ламп кп=1,25.
Рис.
4. План-схема освещения помещения:
а)
в вертикальном разрезе; б) в плане;
условные
обозначения - см. выше.
Пример
1.
Задание:
Выполнить расчет освещения механического цеха.
Размеры
помещения: А=32 м; В=12 м; Н=6 м.
Потолок
и стены светлые, коэффициенты отражения: потолка ρп=70%, стен ρс=50%.
Напряжение
осветительной установки U=220В.
Система
освещения - общее равномерное, светильники типа ПВЛ
в
пылезащитном исполнении с люминесцентными лампами ЛД.
Решение:
.
Разряд зрительной работы - IV, Енорм.= 200лк
2.
hP= 0,8м
.
hC= 0,2…0,25 (Н-hр) = 0,25·5,2 =
1,3
4. h = H-hP - hC=6 - 0,8 - 1,3 = 3,9м
. l = 1,0; L==l·h=3,9; ℓ=1/ L= 1,3
6.
Na = 32:3,9 ≈ 8 Nb=12:3,9=3; N=8∙3=24
(светильника).
.
I = 
8. η (по табл.4) - 58%
.
В
светильнике ПВЛ размещают 2 лампы ЛД, следовательно световой поток каждой лампы
равен: 8960 лм : 2=4480 лм.
.
По табл. 5 находим лампу ЛД мощностью 80 Вт со световым потоком 4070 лм,
отличающимся от расчетной величины светового потока 4480 менее, чем на 10%, т.е.
данная лампа соответствует требуемым условиям освещения. Можно поступить иначе:
выбрать лампу ЛХБ мощностью 80Вт и Фл=4440 лм, которая более соответствует
расчетному значению светового потока и имеет лучшие гигиенические
характеристики.
.
Определяем фактическую освещенность
, что
соответствует допустимым отклонениям.
.
Ро=80·48∙1,25=4800 Вт
Выводы.
Для общего равномерного освещения механического цеха площадью 384м2 необходимо
установить 24 светильника ПВЛ (по 2 лампы ЛХБ в каждом; мощность лампы 80 Вт);
общая мощность осветительной установки 4,8 кВт.