Искусственное освещение

метки: Освещение, Искусственный, Здание, Помещение, Лампа, Освещенность, Поток, Рабочий

В данной курсовой работе рассмотрены методы расчета искусственного освещения на производстве. Правильно организованное освещение рабочего места обеспечивает сохранность зрения человека и нормальное состояние его нервной системы, а также безопасность в процессе производства. Производительность труда и качество выпускаемой продукции находятся в прямой зависимости от освещения.

1. Системы и виды производственного освещения

Производственное освещение подразделяется на:

• естественное — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных oграждающих конструкциях;
• искусственное — освещение, создаваемое искусственными источниками света, т.е.

устройствами, предназначенными для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение;

• совмещенное — освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.

Естественное освещение в свою очередь бывает:

• боковым, при котором освещение помещения естественным светом осуществляется через световые проемы в наружных стенах;
• верхним — естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания;
• комбинированным — сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Верхнее и комбинированное естественное освещение в основном применяется в производственных одноэтажных многопролетных зданиях, в одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы и т.п.), а также в зданиях с крупногабаритными технологическими объемами, в частности, производственных транспортных предприятиях, предназначенных для ввода подвижного состава.

Боковое естественное освещение применяется в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных и производственных зданиях, в которых отношение глубины помещения к высоте окон над условной рабочей поверхностью (горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0,8 м от пола) не превышает 8.

Искусственное освещение может быть двух систем — общее освещение и комбинированное освещение.

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения и может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работы в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создать большую освещенность на рабочих местах.

Расчёт освещения производственного помещения

... работ соответствующего разряда III В. Задача 2. Расчет и проверка достаточности естественного освещения Исходные данные: Размеры помещения: ... общего освещения равномерного освещения Рис. 1. 12. Заключение. Для обеспечения общего равномерного освещения в производственном помещении с ... -osvescheniya/ 1. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Т.II. Основы проектирования./ Под редакцией В.М. ...

Система общего равномерного освещения рекомендуется в помещениях:

• с большой плотностью расположения оборудования и рабочих мест, где нет теней на рассматриваемой поверхности;
• при выполнении однотипных работ по всей площади помещения (крупносборчные цеха, литейные цеха);
• где не требуется большого и длительного напряжения зрения (работы 5 разряда и ниже).

Общее локализованное освещение применяют:

• различное назначение отдельных частей помещения;
• наличие громоздкого затеняющего оборудования;
• желательность определенного направления света.

Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания определенного или изменяемого в процессе работы направления света.

Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним площадям. Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях не допускается из-за дискомфортной блескости, возникающей при наличии темных окружающих поверхностей и ярких пятен в поле зрения.

Система комбинированного освещения как наиболее экономичная должна предусматриваться:

• в помещениях, где выполняются точные зрительные работы (I-Yб разряда);
• при работе на оборудовании, создающем глубокие резкие тени (прессы, штампы) или на оборудовании, рабочие поверхности которого расположены вертикально или наклонно;

• в случаях необходимости определенного, а тем более изменяемого в процессе работы направления света;
• в помещениях в невысокой плотностью расположения рабочих мест.

Искусственное освещение устраивают в помещениях производственных, бытовых и вспомогательных зданий промышленных предприятий, а также в местах работы на открытых пространствах (территории промышленных предприятий, строительных площадок и т.д.) Его применяют, если естественного освещения недостаточно, оно отсутствует или противопоказано по технологическим соображениям.

Искусственное освещение подразделяют на:

• рабочее (предусматривается для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта);

аварийное:

• освещение безопасности (для продолжения работы в случае отключения производственного освещения)
• эвакуационное освещение (для эвакуации людей);
• охранное (располагается по границам охраняемых территорий);
• дежурное (освещение помещений в нерабочее время).

2. Основные светотехнические характеристики

1 Количественные характеристики освещения

Для гигиенической оценки условий освещения используются светотехнические единицы, принятые в физике.

Видимое излучение — участок спектра электромагнитных колебаний в диапазоне длины волн от 380 до 770 нанометров (нм), воспринимаемый человеческим глазом.

Световой поток F — мощность световой энергии, оцениваемой по световому ощущению, воспринимаемому человеческим глазом. За единицу светового потока принят люмен (лм).

Электрическое освещение (2)

... систему освещения, при которой к общему освещению помещения или Пространства добавляется местное, создающее повышенную освещенность на рабочем месте. Основным элементом осветительной электроустановки является источник света - ... стенок колбы на тело накала. При этом колба в процессе работы лампы остается прозрачной, световой поток - более стабильным, что позволяет существенно уменьшить размеры лампы ...

Световой поток, отнесенный к пространственной единице — телесному углу, называется силой света Ia:

, (1)

где dF — световой поток, равномерно распределяющийся в пределах телесного угла ;

• За единицу силы света принята кандела (кд).

Освещенность Е — плотность светового потока на освещаемой поверхности. За единицу освещенности принят люкс (лк):

Е = dF/dS, (2)

где dS — площадь поверхности, на которую падает световой поток dF.

Яркость поверхности L в данном направлении — отношение силы света, излучаемого поверхностью в этом направлении, к проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м ² )

, (3)

где dIa — сила света, излучаемого поверхностью dS в направлении а.

2 Качественные характеристики освещения

Яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности, а в большинстве случаев также от угла, под которым поверхность рассматривается.

Световые свойства поверхностей характеризуются коэффициентами отражения р, пропускания и поглощения . Эти коэффициенты безразмерные и измеряются в долях единицы (р++ = 1) или в процентах:

где , , — соответственно отраженный, поглощенный и прошедший через поверхность световой поток F — падающий на поверхность световой поток.

Фон — это поверхность, на которой рассматривается объект различения. Если p<0.2, то фон темный; если 0.2<p<0.4 — средний; при p>0.4 — фон светлый.

Контраст объекта с фоном k, показывает степень различия объекта на данном фоне.

, (5)

где — яркость фона;

— яркость объекта.

Если к<0.2, то малый контраст; если 0.2<к<0.4 — средний; при к>0.4 — большой контраст.

Коэффициент пульсации освещенности К _п — это критерий глубины колебания освещенности в результате изменения во времени светового потока. К_п измеряется в %.

, (6)

где , — минимальное, средние и максимальное значения освещенности за период колебания.

Показатель ослеплённости P _осл :

P _осл =1000(V₁ /V₂ -1), (7)

где V ₁ и V₂ — видимость объекта различия при наличии экранированных источниках света и открытых (ярких) источников света.

3. Санитарные правила и нормы СНиП 23-05-10 частьVII

Освещение помещений производственных и складских зданий

Для освещения помещений следует использовать, как правило, наиболее экономичные разрядные лампы. Использование ламп накаливания для общего освещения допускается только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп.

Для местного освещения кроме разрядных источников света следует использовать лампы накаливания, в том числе галогенные. Выбор источников света по цветовым характеристикам следует производить на основании приложения Е. Применение ксеноновых ламп внутри помещений не допускается.

Нормы освещенности, приведенные в табл. 1, следует повышать на одну ступень шкалы освещенности в следующих случаях:

• а) при работах I-IV разрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня;
• б) при повышенной опасности травматизма, если освещенность от системы общего освещения составляет 150 лк и менее (работа на дисковых пилах, гильотинных ножницах и т.п.);
• в) при специальных повышенных санитарных требованиях (на предприятиях пищевой и химико-фармацевтической промышленности), если освещенность от системы общего освещения — 500 лк и менее;
• г) при работе или производственном обучении подростков, если освещенность от системы общего освещения — 300 лк и менее;
• д) при отсутствии в помещении естественного света и постоянном пребывании работающих, если освещенность от системы общего освещения — 750 лк и менее;
• е) при наблюдении деталей, вращающихся со скоростью, равной или более 500 об/мин, или объектов, движущихся со скоростью, равной или более 1,5 м/мин;

ж) при постоянном поиске объектов различения на поверхности размером 0,1 м ² и более;

• з) в помещениях, где более половины работающих старше 40 лет.

При наличии одновременно нескольких признаков нормы освещенности следует повышать не более чем на одну ступень.

В помещениях, где выполняются работы IV-VI разрядов, нормы освещенности следует снижать на одну ступень при кратковременном пребывании людей или при наличии оборудования, не требующего постоянного обслуживания.

При выполнении в помещениях работ I-III, Ivа, Ivб, IVв, Vа разрядов следует применять систему комбинированного освещения. Предусматривать систему общего освещения допускается при технической невозможности или нецелесообразности устройства местного освещения, что конкретизируется в отраслевых нормах освещения, согласованных с Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора.

При наличии в одном помещении рабочих и вспомогательных зон следует предусматривать локализованное общее освещение (при любой системе освещения) рабочих зон и менее интенсивное освещение вспомогательных зон, относя их к разряду VIIIа.

Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяются для местного освещения. При этом освещенность должна быть не менее 200 лк при разрядных лампах, не менее 75 лк при лампах накаливания. Создавать освещенность от общего освещения в системе комбинированного более 500 лк при разрядных лампах и более 150 лк при лампах накаливания допускается только при наличии обоснований.

В помещениях без естественного света освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного, следует повышать на ОДНУ ступень.

Отношение максимальной освещенности к минимальной не должно превышать для работ I — III разрядов при люминесцентных, лампах 1,3, при других источниках света — 1,5, для работ разрядов IV-VII -1,5 и 2,0 соответственно.

Неравномерность освещенности допускается повышать до 3,0 в тех случаях, когда по условиям технологии светильники общего освещения могут устанавливаться только на площадках, колоннах или стенах помещения.

В производственных помещениях освещенность проходов и участков, где работа не производится, должна составлять не более 25 % нормируемой освещенности, создаваемой светильниками общего освещения, но не менее 75 лк при разрядных лампах и не менее 30 лк при лампах накаливания.

В цехах с полностью автоматизированным технологическим процессом следует предусматривать освещение для наблюдения за работой оборудования, а также дополнительно включаемые светильники общего и местного освещения для обеспечения необходимой освещенности при ремонтно-наладочных работах.

Показатель ослепленности от светильников общего освещения (независимо от системы освещения) не должен превышать значений.

Показатель ослепленности не ограничивается для помещений, длина которых не превышает двойной высоты подвеса светильников над полом, а также для помещений с временным пребыванием людей и для площадок, предназначенных для прохода или обслуживания оборудования.

Для местного освещения рабочих мест следует использовать светильники с непросвечивающими отражателями. Светильники должны располагаться таким образом, чтобы их светящие элементы не попадали в поле зрения работающих на освещаемом рабочем месте и на других рабочих местах.

Местное освещение рабочих мест, как правило, должно быть оборудовано регуляторами освещения.

Местное освещение зрительных работ с трехмерными объектами различения следует выполнять:

• при диффузном отражении фона — светильником, отношение наибольшего линейного размера светящей поверхности которого к высоте расположения ее над рабочей поверхностью составляет не более 0,4 при направлении оптической оси в центр рабочей поверхности под углом не менее 30° к вертикали;

при направленно-рассеянном и смешанном отражении фона — светильником, отношение наименьшего линейного размера светящей поверхности которого к высоте расположения ее над рабочей поверхностью составляет не менее 0,5, а ее яркость — от 2500 до 4000 кд/м ² .

Яркость рабочей поверхности не должна превышать значений, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Площадь рабочей поверхности, м2	Наибольшая допустимая яркость, кд/м2
Менее 1 × 10-4	2000
От 1× 10-4 до 1 × 10-3	1500
« 1 × 10-3 « 1 × 10-2	1000
« 1 × 10-2 « 1 × 10-1	750
Более 1 × 10-1	500

Коэффициент пульсации освещенности на рабочих поверхностях при питании источников света током частотой менее 300 Гц не должен превышать значений.

Коэффициент пульсации не ограничивается:

при частоте питания 300 Гц и более;

для помещений с периодическим пребыванием людей при отсутствии в них условий для возникновения стробоскопического эффекта.

В помещениях, где возможно возникновение стробоскопического эффекта, необходимо включение соседних ламп в 3 фазы питающего напряжения или включение их в сеть с электронными пускорегулирующими аппаратами.

Для искусственного освещения производственных помещений используются разрядные лампы и лампы накаливания.

В лампах накаливания (ЛН) свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур.

К преимуществам ламп накаливания относятся их инерционность, компактность, включение в сеть без дополнительных устройств, независимость от окружающей среды и температуры, возможность работы при постоянном и переменном токе, налаженность в массовом производстве, малая стоимость, небольшие размеры, отсутствие мерцание и гудения при работе на переменном токе, отсутствие в спектре ультрафиолетового излучения, высокую надежность работы.

К недостаткам ламп накаливания следует отнести: низкая светоотдача 7…20лм/Вт, небольшой срок службы (1500 часов), преобладание в спектре желтовато-красных лучей, которые искажают цветовое восприятие, низкий КПД (3-4%).

В силу перечисленных недостатков лампы накаливания имеют ограниченное применение. В частности для освещения в производственных помещениях лампы накаливания применяют:

• для аварийного и эвакуационного освещения;

• в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение не более 42 В;

• в помещениях с кратковременным пребыванием людей;

• для местного освещения;

• в случаях, когда применение разрядных ламп невозможно по технологическим причинам (низкая температура воздуха, вибрация).

Галогенная лампа — лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ, пары галогенов(брома или йода).

В галогенной лампе йод, окружающий тело накала, вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя их осаждению на колбе. Этот процесс является необратимым — при высоких температурах вблизи тела накала соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются либо на самой спирали, либо возле нее. В результате атомы вольфрама возвращаются на тело накала, что позволяет повысить рабочую температуру лампы и продлить срок службы (до 2000 час).

Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Колба лампы заполнена инертным газом — аргон- криптоновой смесью. В качестве люминофора, как правило, применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Подбирая состав люминофоров можно создать излучение любого спектра.

Основными недостатками ЛЛ являются:

• относительная сложность схемы включения;

• ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности;

• невозможность переключения ламп, работающих на переменном токе, на питание от постоянного тока;

• зависимость характеристик от температуры внешней среды,

• значительное снижение потока к концу срока службы,

• вредная для зрения пульсация светового потока с частотой 100 Гц при переменном токе 50 Гц.

Достоинством ЛЛ является значительная светоотдача (75… 85лм /Вт), экономичность, срок службы достигает 12000 часов, благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному, равномерность светового потока и сравнительно невысокая яркость. ЛЛ выпускаются нескольких типов:

Д — дневного света;

Б — белая;

ХБ — холодно-белая;

ТБ — тепло-белая;

Ц — правильной цветопередачи;

Р — рефлекторная (с внутренним отражающим слоем);

К — кольцевая.