Лабораторна робота 3
3 Дослідження загального штучного освітлення робочих місць.
Мета роботи: набути практичних навичок у вимірюванні та розрахунку загального штучного освітлення. Оцінити його ефективність в лабораторному приміщенні.
Короткі теоретичні відомості
За призначенням штучне освітлення буває робоче, аварійне (при відклю- ченні робочого освітлення), евакуаційне, охоронне (в нічний час).
Аварійне освітлення повинно складати не менше 5% норми загального освітлення, але не менше 2 лк всередині приміщення і не менше як 1лк на тери- торії.
Евакуаційне освітлення повинно забезпечити освітленість не менш як 0,5 лк в приміщенні і 0,2 лк на відкритих площадках.
Охоронне освітлення влаштовується вздовж кордонів території, освітле- ність на рівні землі повинна бути не нижче ніж 0,5 лк (для порівняння: місячна на одну чверть ніч 0,05 лк, безмісячна – 0,01 лк ).
Розрізняють такі системи штучного освітлення:
загальна – світильники розміщені рівномірно у верхній зоні приміщення (не нижче 2,5 м над підлогою рівномірно – загальне рівномірне освітлення, або з врахуванням розташування робочих місць – загальне локалізоване);
місцева – створюється світильниками, що концентрують світловий потік безпосередньо на робочих місцях (застосовування лише місцевого освітлення не допускається з огляду на небезпеку виробничого травматизму та професій- них захворювань);
комбінована – складається із загальної та місцевої, застосовується у ви- падку робіт високої точності, а також, якщо необхідно створити певний або змінний, в процесі роботи, напрямок світла.
Основним нормативним документом, що визначає вимоги до проектуван- ня штучного освітлення є ДБН В.2.5-28:2018, згідно з яким для штучного освіт- лення нормується абсолютне значення освітленості в залежності від розряду, підрозряду зорових робіт, контрасту об’єкту розрізнення з фоном і характерис- тики фону. Найбільша нормована освітленість для Iа розряду – 5000 лк, най- менша для VIIIв розряду – 20 лк. Під час виконання в приміщенні робіт I – IV розрядів необхідно застосовувати системи комбінованого освітлення. Освітле- ність системи комбінованого освітлення є сумою освітленостей від загального і місцевого освітлення.
Згідно з [15] для загального штучного освітлення приміщень слід викори- стовувати, як правило, розрядні джерела світла, віддаючи перевагу за однакової потужності джерелам світла з найбільшою світловою віддачею і строком служ- би. Використання ламп розжарювання для загального освітлення допускається тільки у випадках неможливості або техніко-економічної недоцільності викори- стання розрядних ламп. Застосування ксенонових ламп у приміщеннях не до- зволяється. Для місцевого освітлення, крім розрядних джерел світла, рекомен- дується використовувати лампи розжарювання, в тому числі галогенні. Також для загального та комбінованого штучного освітлення приміщень дозволяється використовувати лампи на основі світлодіодів.
Вибір світлодіодних ламп для освітлення в основному пов’язується з за- безпеченням зони комфорту, яка в свою чергу залежить від колірної температу- ри згідно [15] додатку Н (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 – Діаграма Крюітгофа.
Основними вимогами, що ставляться до сучасного освітлення є наступні: забезпечення найкращих умов зорової роботи, керування освітленням безпосе- редньо із робочого місця, енергоефективність, енергозбереження протягом усього періоду експлуатації, мінімізація шкоди навколишньому середовищу.
Розрахунок необхідної кількості світильників в приміщенні починають з оцінки необхідного світлового потоку. Світловий потік для однієї лампи світи- льника визначають за формулою:
Ф = (Ен·S·Z·Кз)/(N·n·η), (3.1) де Ф – світловий потік, лм; EН – нормована освітленість, лк (визначається
за таблицею 2.2); S – площа приміщення, м2; Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,1 для люмінесцентних ламп); К3 – коефіцієнт запасу, що вра- ховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп, визна- чається за довідником (при освітленні газорозрядними лампами, Кз = 1,3); N – кількість світильників; n – кількість ламп в світильнику; η – коефіцієнт викори- стання світлового потоку (підставляють у частках одиниці), визначається за сві- тлотехнічною таблицею 3.1 в залежності від індексу приміщення, коефіцієнтів відбиття стелі, стін для світильників з люмінесцентними лампами; значен- ня η визначають в залежності від індексу приміщення i:
i = (A·B)/(Hр·(A + B)), (3.2)
де A і B – довжина і ширина приміщення, м; Hр – висота підвісу світильни- ків, м (формула 3.3).
Таблиця 3.1 – Коефіцієнти використання світлового потоку ()
-
Тип світильника
ЛПО-01
ρ стелі, % ρ стін, %
70
50
50
50
50
30
і
Коефіцієнти використання, , %
0,5
25
23
20
0,6
31
29
24
0,7
36
34
28
0,8
39
37
32
0,9
42
41
35
1,0
46
44
38
1,1
48
46
41
1,25
51
49
44
1,5
55
53
49
1,75
58
57
52
2,0
61
59
55
2,25
63
62
57
2,5
65
64
59
3,0
68
66
62
3,5
70
68
64
4,0
71
69
66
5,0
75
72
70
Визначивши світловий потік лампи Ф, за таблицею 3.2 вибирають найбли- жчу стандартну лампу, враховуючи, що її світловий потік не повинен відрізня- тись від розрахункового більше ніж на (-10) – (+20) %.
Таблиця 3.2 – Технічні дані деяких люмінесцентних ламп
-
Потужність, Вт
Тип лампи*
Світловий потік, лм
Довжина лампи, м
20
ЛДЦ
850
0,6
20
ЛД
1000
0,6
20
ЛБ
1200
0,6
30
ЛДЦ
1500
0,9
30
ЛД
1800
0,9
30
ЛБ
2180
0,9
40
ЛДЦ
2200
1.2
40
ЛД
2500
1.2
40
ЛБ
3200
1,2
80
ЛДЦ
3800
1.5
80
ЛД
4300
1.5
80
ЛБ
5400
1,5
*: В – вакуумна, Б – біспіральна, БК – біспіральна криптонова, Г – газонаповнена, ЛДЦ – денного світла з покращеним відтворенням кольору, ЛД – денного світла, ЛБ – бі- лого світла.
Нр = H – hp, (3.3)
де Н – висота приміщення, м; hp – висота робочої поверхні над підлогою (0,8 м).
Розраховують необхідну кількість світильників у приміщенні NН за фор- мулою:
NН = EнS·Кз·Z / (Ф·n·η) (3.4)
Розраховують очікувану освітленість у приміщенні ЕР за необхідної кількості світильників NН і відомих всіх інших значеннях за формулою:
Ер = (Ф·N·n·η)/(S·Z·Кз)
(3.5)