Проектирование установки исскуственного освещения для помещения

Содержание

Введение                                                                                                                   3

Задача 1                                                                                                                    4

Задача 2                                                                                                                   10                                                                                                           

Задача 3                                                                                                                  16

Заключение                                                                                                             18                                                      

Список литературы                                                                                              20       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Через глаза человек получает около 90% всей информации. Ее поступление во многом зависит от освещения. При неудовлетворительном освещении человек напрягает зрительный аппарат, что ведет к ухудшению зрения и состояния организма в целом. Одновременно человек теряет ориентацию среди оборудования, что повышает опасность его травмирования.

Освещение РМ должно быть сходно по спектральному составу с солнечным светом как наиболее гигиеничным; достаточным и соответствовать СниП II-4-79; равномерным и устойчивым; без резких теней и блеклости в поле зрения; соответствующей цветности и не являться источником дополнительных вредных и опасных факторов.

В зависимости от источника света освещение может быть естественным, искусственным и совмещенным. По функциональному назначению освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и дежурное. Рабочее освещение использует естественный и искусственный свет, а другие виды освещения – только искусственный свет.

Искусственное освещение применяется в темное время суток и в помещениях, где нет естественного освещения. Источниками искусственного освещения являются лампы накаливания (ЛН) и газоразрядные лампы (ГРЛ). Выбор искусственных источников света производят по СНиП II - 4-79 в зависимости от характера зрительных работ по цветоразличению.

Цель работы: Изучить принципы расчета освещенности на рабочих местах, изучить методы выбора осветительной установки с искусственным освещением.

Задачи: рассчитать потребное количество светильников различными методами, определить эффективность осветительной установки.

 

 

 

Задача 1

Дано:

Emin =500 лк

А=76 м

В=16 м

Н=5,6 м

hc=0.5 м

hp= 1 м

тип лампы ДБ80

Тип  светильника ЛСП02 2 х 80

Рассчитать  методами удельной мощности и светового потока потребное количество светильников  с  ЛЛ для общего освежения помещения с электронно-вычислительной техникой.

Решение:

1. Определяем высоту, м, подвеса светильника над рабочей поверхностью:

h = H-hp-hc = 5,6-1-0,5 = 4,1 (м), где Н - высота помещения, м; hp – высота рабочей поверхности от пола, м, hc - высота свеса светильника от основного потолка, м. Освещаемая площадь помещения, м2: S = A*B = 76*16= 1216 (м2), где А и В - длина и ширина помещения, м. Для расчета освещения методом удельной мощности находят удельную мощность Pm и значения величин Кт и Zт. Для светильников с ЛЛ вначале определяют условный номер группы выбранного светильника по табл. 3-2 книги [1] (для светильника ЛСПО2-2*80 - группа 4), Затем в табл. 5-42. книги [1] находим ( с учетом h=4,1м, S=1216(м2): Pm = 4,5 Вт/м2; Кт = 1,5; Zт = 1,1. При этом для светильников с ЛЛ Рm дана для Еmin = 100 лк, поэтому следует произвести пересчет для Emin = 500 лк: Ру = Рm*Еmin/Е100 = 4,5*500/100 = 22,5 (Вт/м2). Определяем суммарную мощность, Вт, для освещения заданного помещения по формуле: PS=Pу*S*Кз*Z/(Кт*Zт), где Кз =1,5 - коэффициент запаса, устанавливаемый табл. 3 СНиП [ 3 ]; Z=1,3 - коэффициент неравномерности освещения (по СНиП II-4-79 для зрительных работ I-III разрядов при ЛЛ); Кт и Zт - принятые выше коэффициенты запаса и неравномерности. PS = 22,5*1216*1,5*1,3/(1,5*1,1) = 32334,5 (Вт), Находим потребное количество светильников, шт., по формуле: Nу=PS/(ni*Рл), где Рл - мощность лампы в светильнике, Вт; ni - число ЛЛ в светильнике, шт. (находят по таблицам 3-9, 3-11 и 3-12 книги [1] или табл. 12.4 и 13.1 книги [2]). Дробное значение Nу округляют до целого большего числа: Nу = 32334,5/(2*80) = 202,09 (шт.). Округлив, принимаем для дальнейших расчетов Nу= 203 шт. 6. Для расчета освещения методом светового потока вычисляют индекс помещения по формуле: i = S/(h*(A+B)) = 1216/(4,1*(76+16)) = 1,48,       7. С учетом i, коэффициентов отражения потолка (rп), стен (rс) и рабочей поверхности (rр) , типа выбранного светильника с ЛЛ и найденной группы светильника (по табл. 3-2 книги [1]) определяют коэффициент светового потока η, % по табл. 5-11...5-18 книги [1]: η = 77%. 8. По табл. 29  книги [3] находят световой поток заданной (принятой) лампы Фл, лм: Фл=5220 лм. 9. Определяют потребное  количество светильников, шт., по  формуле: Nc=100*Emin*S*Kз*Z/(ni*Фл*h*Кg), где Кg - коэффициент затенения для помещений с фиксированным положением работающего (конторы, чертежные, помещения с ПЭВМ и др.), равный 0,8...0,9, остальные обозначения расшифрованы выше: Nc = 100*500*1216*1,5*1,1/(2*5220*77*0,8) = 155,99 (шт.) Округлив, принимаем для дальнейших расчетов Nс = 156 шт. Сравнивая Nc с Nу, полученным при расчете методом удельной мощности получаем, получаем N = Nс = 156 шт. Метод светового потока является более точным, поэтому значение Nc принимают к размещению как величину N.
		На третьем этапе разрабатывается рациональная схема равномерного размещения светильников N в помещении. 1. Светильники с ЛЛ  в помещении располагаются рядами - параллельно оконным проемам. 2. Производится расчет  расстояния, м, между рядами по  формуле: L = λ*h, где λ - коэффициент, зависящий от типа кривой силы света (КСС), который определяется по табл. 9.5 книги [2]. Для данного случая тип КСС - Д, следовательно λ=1,2. L = 1,2*4,1 = 4,92 (м). 3. Определяется максимальное  расстояние lK, м, от крайних рядов светильников до стен по формуле: lK ≤ (0,4..0,5)L = 0,5*4,92 = 2,46 (м). 4. В нашем случае светильники  будут расположены в рядах без разрывов, так как при размещении светильников с ЛЛ их располагают, как правило,  рядами  -  параллельно  рядами  оборудования или оконным  проемам, а в рядах светильники сочленяются друг с другом торцами. 5. Для определения числа  рядов используют суммарную длину  светильников: l∑=N*lC, где lC – длина светильника, м, принимаемая по табл. 3-9 книги [1] (в нашем случае lC = 1234 мм). l∑ = 156*1,234 = 192,5 (м). 6. Так как l∑ > А (192,5>76), то количество рядов: nР = l∑/А = 192,5/76 = 2,53; округляя до большего целого числа получаем nР=3 . Находим число светильников в ряду по формуле: nл = N/nР = 156/3 = 52; округляя до целого большего целого числа получаем nл = 52. Определяем общее количество светильников, шт.: Nл= nл * nР =3*52=156 (шт.), где nл - количество светильников с ЛЛ в ряду, шт.; nР – число рядов светильников по ширине помещения, шт. 7. Определяем фактическую  освещенность Еф (Nл>N, значит размещение  светильников выполнено правильно), лк: Еф = (N*ni*Фл*h*Кg)/100*S*Kз*Z, Еф = (156*2*5220*77*0,8)/100*1216*1,5*1,1= 500 лк; То есть Eф≥Еmin , следовательно перерасчитывать световой поток не требуется. Схема 1 Схема размещения светильников ЛСП02 2*80 с лампами ДБ-80     Задача 2 Дано: Тип лампы Б-60, ДРЛ 250 Тип светильника НСПО3 Помещение инструментальное Подразряд зрительных работ ІV А=76 м В=16 м Н=5,6 м hc=0.5 м hр= 1 м Решение: Определяют высоту,  м, подвеса светильника над рабочей поверхностью по формуле                                               (1.1)                              h=5.6-1-0.5=4.1 (м) где Н - высота помещения,  м; hp - высота рабочей поверхности от пола - может быть  от 0,0 до 1,0 м; hc - высота свеса светильника от основного потолка - может быть от 0,1 до 2,5 м. Вычисляют освещаемую площадь помещения, м2, по формуле                    S = А*B,                         (1.2) S=76*16=1216 ( м)  где А и В - длина  и ширина помещения, м.

3. Для расчета освещения методом светового потока вычисляют индекс помещения по формуле

                                                   (1.8)

                     i=

4.  С  учетом i, коэффициентов  отражения потолка ( ), стен  ( )  и  пола ( )  и типа  выбранного светильника  с ЛН или ДРЛ находим коэффициент светового потока (в %)  по табл. 5-3...5-10 книги [1]. 

                              η=32%

5.По табл.  2.2 (ЛН). 2.2 (ДРЛ). 2.15 (ДРЛ) книги [21 находят световой поток заданной (принятой) лампы Ф/ц, лм.

Для Б-60

Фл=750 лм

Для ДРЛ 250

Фл=13000лм

6. Определяют потребное  количество светильников,  шт., по  формуле

                                          (1.9)

Для ДРЛ250

                   Nc=

Для Б-60

                  Nc=

где - коэффициент затенения для помещений с фиксированным положением работающего (конторы,  чертежные и др.), равный 0,8...0,9; остальные обозначения расшифрованы выше.

Дробное значение Nс также округляют  до  целого  большего числа (например,  при  расчетном  Nс = 81,93 принимают Nс = 82 шт.; Nc=1489,77 принимают Nc=1490 шт.) Поэтому значение Nc принимают к размещению светильников в помещении как величину  N.

7.Определяем суммарные затраты (капитальные + основные

эксплуатационные затраты), раб., на эти установки по формуле

для ЛН              (1.11)

Р∑=

Р∑=

C∑=255*89.4*10000=227970000

 

                  для ГЛ              (1.12)

                  Р∑=

                 C∑=405*20.5*10000=83025000

На третьем этапе разрабатывается рациональная схема равномерного размещения светильников N в помещении.

1. Светильники с ЛЛ  в помещении располагаются рядами - параллельно оконным проемам.

2. Производится расчет  расстояния, м, между рядами по  формуле:

L = λ*h,

где λ - коэффициент, зависящий от типа кривой силы света (КСС), который определяется по табл. 9.5 книги [2]. Для данного случая тип КСС - Г, следовательно λ=0,8.

L = 0,8*4,1 = 3,28 (м).

3. Определяется максимальное  расстояние lK, м, от крайних рядов светильников до стен по формуле:

lK ≤ (0,4..0,5)L = 0,4*3,28 = 1,31 (м).

4. В нашем случае светильники  будут расположены в рядах  с разрывами.

5. Для определения числа  рядов используют суммарную длину  светильников:

l∑=N*lC,

где lC – длина светильника, м, принимаемая по табл. 3-9 книги [1] (в нашем случае lC = 135 мм).

l∑ = 82*0,135 = 11,07 (м).

6. Так как l∑ <А (11,07<76), то количество рядов:

nР = 1.

Находим число светильников в ряду по формуле:

nл = N/nР = 82/1 = 82.

Величину разрыва, м, определяют по формуле

lp=(A – nл*lc-2lk) / ( nл - 1);

lp=(76-82*0,135-2*1,31)/ (82-1)=0,77 (м)

Определяем общее количество светильников, шт.:

Nл= nл * nР =1*82=82 (шт.),

где nл - количество светильников с ЛЛ в ряду, шт.; nР – число рядов светильников по ширине помещения, шт.

7. Определяем фактическую освещенность Еф (Nл>N, значит размещение светильников выполнено правильно), лк:

Еф = (N*ni*Фл*h*Кg)/100*S*Kз*Z,

Еф = (86*1*13000*32*0,8)/100*1216*1,3*1,15= 150,1 лк;

То есть Eф≥Еmin , следовательно перерасчитывать световой поток не требуется.

 

Схема 2 Схема размещения светильников НСП03 с лампами ДРЛ250

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3

Размер площадки. М	Тип,напряжение, В. и мощность лампы, Вт	Тип прожектора	Высота установки прожектора*, и	Вид выполняемых работ
100х 10	Б 215-225-200	ПЗС-25	9,0	Рытье траншей глубиной 1.7 и 2.0 м

Минимальную освещенность принимаем 2 лк.

Решение

1. Начертили в масштабе рассматриваемую площадку.

2. Ориентировочно определили потребную удельную мощность, Вт. установки по формуле

           wy=(0,15,..0,25) Emin*К .                (2.1)

где К - коэффициент запаса, равный 1,5.

           wy=(0,15,..0,25)*2*1,5=0,45

3. Подсчитали  ориентировочное  количество   прожекторов, шт., по формуле

N = wу*S / Рл.             (2.2)

N= 0,45*1000/200=2,25

4. Определили освещенность в контрольной точке (например, точка А на схеме 3 - менее освещенная,  но равноудаленная от прожекторных мачт), которая освещается несколькими прожекторами, установленными на каждой мачте,  с одинаковыми углами наклона q к горизонту и одинаковыми углами t между  проекциями оптических осей смежных прожекторов  на  горизонтальную  плоскость. Для этого замерили на чертеже расстояние l и определить отношение l/Н. Затем по графикам приведенной освещенности прожектора книги [1] на с.  249...286 определили оптимальный угол q подсчитать суммарную освещенность åe в точке А  от  прожекторов трех мачт,  освещаемых  эту точку. Сравнили суммарную освещенность с Еmin.

l/H=22/9=2,44

∑ε=(1000*Е*k*h2)/Ф

∑ε=(1000*2*1,5*81)/3150=77,14

åe³Еmin, следовательно размещение мачт принимается с данной мощностью ламп в прожекторе.

5. Принимая за расчетную åe точки А, определили угол, град, между проекциями оптических осей t для всех трех мачт по формуле

(2.3)

 

τ=77,14/(2*1,5*9)=2,85

 

6. Определили число прожекторов в пучке по формуле

h = ( t/t/) + 1 ,             (2.4)

 где t - угол между проекциями осей крайних прожекторов пучка

  t¢ - угол между проекциями крайних линий светового потока одного прожектора, град.

H=(2.85/1.425)+1=3

7. Подсчитали (путем суммирования) необходимое количество прожекторов на трех прожекторных мачтах.

3+3+3=9

8.Независимо от количества прожекторов, установленных на мачте, находим "мертвое" пространство около каждой мачты (схема 3) по формуле

Х = H*tg [90 – (q+a1)] + r / sinq           (2.9)

Х=9*2,25+0,48/0,28=21,95

 

Схема 3 Схема проекций краевых лучей на освещаемой площадке

 

Заключение

Чтобы спроектировать осветительную установку искусственного освещения в помещение,  необходимо выполнить  светотехнический и электротехнический расчеты. Светотехнический расчет ведут с целью определения  потребного количества светильников и правильного их размещения в помещении. Для этого применяют три метода расчета: удельной мощности, светового потока и точечный [1,2].  Метод удельной мощности является методом приближенного расчета.  Он  применяется для предварительного  определения мощности осветительной установки и числа светильников, необходимых для создания требуемого уровня  освещенности  по  СНиП  II-4-79.  СН  512-78 или СанПиН  [3...5].  Если      не       требуется      большой      точности    расчета, то его  применяют и для окончательного расчета.  Этот метод не может быть применен для расчета  локализированного  освещения, освещения наклонных  и вертикальных поверхностей и помещений с площадью менее 10 м .  Метод светового потока  является  более точным, чем метод удельной мощности. Он применяется для расчета равномерного общего освещения  помещения  при  освещенности только в горизонтальной  плоскости.

Точечный метод применяется для расчета локализированного, местного и  комбинированного  освещения,  освещения  наклонных вертикальных поверхностей, а также для проверки освещенности Е в точках  помещения.  Он  кропотлив и более сложен,  чем метод светового потока;  более точен и применим при любом расположении светильника  и  поверхности.  Чаще всего его применяют для определения Е в какой-либо точке (например,  в  точке  А)  при конкретном размещении  светильников  (отраженный свет от стен, потолка и пола является ничтожным).