Приложение Проектирование искусственного освещения

Правильно устроенное искусственное освещение позволяет повысить производительность труда на 20 %, исключить утомление и повреждение зрения. Правильно выбранные типы светильников, проводов и способов проводок, выключателей позволяют снизить вероятность возникновения пожаров.

Для расчета электрического освещения применяются методы коэффициента использования светового потокаи удельной мощности.

Методика проектирования освещения рассматривается на примере определения параметров системы освещения помещения блочного щита управления, которая обеспечит необходимые по нормам [26] условия труда.

1. Исходные данные

Наименование помещения: блочный щит управления (БЩУ).

Размеры помещения: длина a=25 м, ширина b=14,3 м, высота Н_п =3м.

Окраска стен – светлые тона, потолка – белая.

Выделение пыли, дыма, копоти – менее 1 мг/м³.

Поверхность, над которой нормируется освещенность, расположена горизонтально на высоте Н_рп=0,8 м от пола, а ее площадь составляетS_пр=25 м².

Характеристика зрительной работы:

• минимальный размер объекта различения 0,5 мм;

• контраст – средний, фон – средний;

• напряженная зрительная работа выполняется непрерывно (5 часов).

Расстояние, на котором находится объект от глаз работающего – 0,5 м.

Повышенного травматизма — нет.

Пребывание людей – постоянное.

Источник света – люминесцентные лампы.

Высота подвеса светильников над уровнем пола Н_подв=2,5 м.

Напряжение в сети 220 В.

Рабочие места у стен отсутствуют.

2. Расчет системы освещения

Расчет освещенияпроводится по методике, описанной в [26] изаключается в определении типа, количества, схемы размещения и мощности светильников, которые обеспечат требуемую по нормам освещенность.

Проектировании освещения методом коэффициента использования светового потока рекомендуется выполнять в следующем порядке:

1. выбор системы освещения;

2. определение требуемой освещенности в зависимости от характера зрительных работ;

3. выбор типа светильников;

4. задание количества и схемы расположения светильников;

5. определение коэффициентов, характеризующих использование светового потока;

6. выбор типа ламп светильников и определение их мощности;

7. выбор местное освещение;

8. задание параметров системы электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ [14].

Выполним расчет освещения по исходным данным, описанным в п. 1.

1) Система освещения.Выберем экономически выгодную комбинированную систему освещения (общее и местное освещение) с наиболее распространенным способом размещения светильников параллельными рядами.

2) Требуемая освещенностьопределяется по СНиП 23-05-95 [26] или по [43]. По характеру работ (минимальный размер объекта различения 0,5 мм), контрасту (средний), фону (средний) определим (табл.1 СНиП 23-05-95 [26]): характеристику зрительной работы – "средняя точность", разряд работы –VI, подразряд – "в". Для разрядаVIв освещенность должна составлять Е_комб=400, из которых общая – Е_общ=200 лк.

Согласно [26], при работах I—IVразрядов, если зрительная работа выполняется более половины рабочего дня (5 > 8/2), нормы освещенности, приведенные в табл. 1 СНиП 23-05-95,следует повышать на одну ступень шкалы освещенности.

Для разрядных источников света шкалу освещенности в люксах формируют следующие числа: 0,2: 0,3; 0,5; 1; 2; 3;4; 5; 6; 7; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 750; 1000; 1250; 1500; 2000; 2500; 3000; 3500; 4000; 4500; 5000 (п. 4.1 СНиП 23-05-95).

С учетом повышения освещенности на одну ступень (пп. 7.5 и 4.1[26]) освещенность должна составлять Е_комб=500, из которых Е_н=Е_общ=300 лк.

3) Тип светильников. Примем к установке светильники с люминесцентными лампами группы "Д", типа ПВЛМ с двумя лампами (n_л=2), которые можно применять для освещения производственных помещений [43]. Размеры светильника: длина –L_с= 1350 мм, ширина – 280 мм, высота – 180 мм. Светильники группы "Д", допускают наибольшие расстояния между ними и, следовательно, могут обеспечить необходимую равномерность освещения меньшим количеством светильников.

Для них расстояние между рядами светильниками L_мрпринимается по соотношениюL_мр/h=0,91÷1,3, а расстояние между светильниками в рядуL_мсопределяется из соотношенияL_мс/L_с=0,5÷1,0, гдеh– высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Примем: исполнение по пылезащите – полностью пылезащитное; конструктивное исполнение: корпус из стеклопластика с рассеивателем типа СТ (средней твердости) из поликарбоната; эксплуатационная группа светильников – 8 (см. табл. 1 и 2 , приложение Г, СНиП 23-05-95 [26] ).

4) Количество и расположение светильников.

Примем в первом приближении величину отношений L_мр/h=1,2 и L_мс/L_с=0,7. Тогда расстояния между светильниками по ширине и длине помещения составят:

L_мр=h·1,2=1,7·1,2=2,04 ≈ 2 м,

L_мс = L_с 0,7=1,35·0,7 = 0,945 ≈ 1 м

где h= Н_подв–Н_рп=2,5-0,8=1,7 м,L_с= 1,35 м длина светильника.

Расстояние между светильниками и стенами при отсутствии работ у стен задается по формуле:

l_ш =(0,4÷0,5) L_мр = 0,5·2=1 м.

l_д =(0,4÷0,5) L_мс = 0,5·1=0,5 м.

Определим количество светильников по длине

n_д=(a-2·l_д+ L_с) / (L_мс + L_с)= (25-2·0,5+1,35)/(1 +1,35)= 11,2

и по ширине помещения

n_ш=(b-2·l_ш)/L_мр + 1= (14,3-2·1)/2+1=7,15.

(Формула для расчета n_шзаписана без учета ширины светильника.)

Примем n_д = 12 иn_ш = 8 шт, тогда общее количество светильников составитn =n_д ·n_ш = 12·8 = 96 шт.

Уточним расстояния между краями светильников по длине и между их центрами по ширине:

L_мс =(a-2·l_д – L_с n_д )/( n_д–1) = (25-2·0,5–1,35·12) / (12–1)= 0,709 м

L_мр =(b-2·l_ш)/ (n_ш –1)= (14,3-2·1)/(8–1)=1,757 м.

Расстояния от стены до центра ближайшего светильника по длине

L_ст.д =l_д + L_с/2 =0,5+1,35/2= 1,175 м

и по ширине L_ст.ш=l_ш= 1м.

При выполнении работ у стен расстояния от краев светильников до стен должны быть не более L_мс/2 и L_мр/2.

Схема расположения светильников показана на рис. 1.

5) Коэффициент использования светового потока. Определим индекс помещения по формуле:

i=S / (h·(a+b))=357,5/(1,7·(25+14,3))=5,35,

где S – площадь помещения: S =a·b = 25·14,3 = 375,5 м².

Примем, согласно с исходными данными и [43], коэффициенты отражения от стен, потолка и пола равными: ρ_пот=50 %, ρ_ст=30 %, ρ_пол=10 %,соответственно.По их значениям для светильников группы Д определим коэффициенты полезного действия светильников ПВЛМ η_с= 0,80 и помещения η_п= 86.

Коэффициент использования светового потока η определяется, как произведение величин η_с и η_п

η = η_п ·η_с = 0,8·0,86 = 0,69.

Коэффициент запаса с учетом заданной запыленности помещения, эксплуатационной группы светильников – 8 и угла наклона светопропускающего материала к горизонту – 0 градусов примем равным К_з=1,6.

Зададим коэффициент, учитывающий неравномерность освещения для люминесцентных ламп, Z=1,1 [19].

6) Световой поток каждой лампы светильникаопределим по формуле:

лм.

Примем тип лампы – ЛД (люминесцентная, дневного света) мощностью W_л = 30 Вт и световым потоком Ф_таб=1560 лм . Действительная освещенность рабочей поверхности Е_дпри общем освещении составит:

лк,

превысив нормативное значение на 9 %. Отношение Е_д/Е_н= =328·/300 =1,09 попадает в допустимый диапазон 0,9 < Е_д/Е_н< 1,2 , поэтому пересчет не требуется.

Для оценки правильности расчета определим удельную электрическую мощность W_у, Вт/м², для создания условной освещенности 100 лк, которую используют для приближенного расчета освещения:

W_у=100·W_л·n·n _л·/(Е_д S) = 100·30·96·2/(328·357,5)=4,9 Вт/м².

Полученное значение несколько ниже практического диапазона 6 <W_у < 10 Вт/м² [20], вероятно из-за сравнительно высокого КПД (η_с= 0,80) светильников ПВЛМ.

1. Местное освещениерабочих мест обеспечивается светильниками с непросвечивающими отражателями. Светильники располагаются таким образом, что их све­тящие элементы не попадают в поле зрения работающих на освещаемом рабочем месте и на других рабочих местах.

Примем, что расстояние от светильника до освещаемой поверхности h_м=0,7 м, а угол, под которым световой поток падает на горизонтальную плоскость, составляет 60°.

Определим мощность светильников для создания местного освещения Е_мест=Е_комб−Е_общ= 500−300=200 лк на рабочих поверхностях площадьюS_рп= 25 м²

W_ум=(6÷10)· S_рп Е_мест / 100·= 7·25·200/100 = 350 Вт.

Электропроводка к светильникам местного освещения (выше 42 В) выполнена в пределах рабочего места в трубах или гибких рукавах (ПУЭ [14], п.6.2.9).

Рисунок 1. Схема расположения светильников в помещении БЩУ.

Вывод. Система комбинированного освещения из 96 (12х8) светильников ПВЛМ, каждый с двумя лампами типа ЛД мощностью по 30 Вт, обеспечит нормативную освещенность 500 лк (Е_комб=Е_общ+Е_мест= 300+200= 500 лк) необходимую для выполнения зрительных работ "средней точности"

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 12.1.005–88ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

2. ГОСТ 12.1.003–83ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

3. ГОСТ 12.1.012–90 ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

4. ГОСТ 12.1.019–90ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

5. ГОСТ 12.1.041–89ССБТ. Пожаровзрывоопасность горючих пылей. Общие требования.

6. ГОСТ 12.2.032–78ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

7. ГОСТ 12.2.033–78ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования.

8. ГОСТ 12.2.064–81ССБТ. Органы управления производственным оборудованием. Общие требования безопасности.

9. ГОСТ 12.2.085-2002ССБТ. Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности.

10. ГОСТ 12.3.047-98ССБТ. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

11. ДСТУ EN 54-2.2003 Системи пожежної сигналізації.

12. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность.

13. СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование"

14. НПАОП 40.1-1.32-01. Правила будови електроустановок. Електрообладнання спеціальних установок.

15. СН 305-77. Инструкция по проектированию и устройству молниезащиты зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1978. – 47 с.

16. Долин, Петр Алексеевич. Справочник по технике безопасности/ Долин П. А.. – М.: Высш. шк.Энергоиздат. – 1982. – 800 с.

17. Воронина, Анна Алексеевна. Охрана труда при эксплуатации теплоэнергетических установок/ В.И. Осипов, А. А Воронина. – М.: Высш. шк. – 1989. 151 с.

18. Князевский, Борис Александрович. Охрана труда в энергетике: Учеб. для техник./Л.Г. Борисов, Б.А. Князевский, С.М. Кучерук и др.; Под ред. Б.А. Князевского. – М.:– Энергоатомиздат. – 1985, – 376 с.

19. Борьбас шумом на производстве/ Под ред. Е.Я. Юдина.-М.: Машиностроение . – 1985 .– 400 с.

20. Охранатруда: Учеб. для студ. вузов/ Под ред. Б.А. Князевского. М.: Высш. Шк..– 1982.– 311 с.

21. Князевский, Борис Александрович. Техника безопасности и противопожарная техника в электроустановках: Учеб. пособ./ Б.А. Князевский, Н.А. Чекалин. М.: Энергия. – 1973. – 248 с.

22. Арсенюк С.Ю., Новиков В.А. Расчет защитного заземления. Практическое задание. Методические указания. ДГМИ, Алчевск: 2002.-31 С.

23. Арсенюк С.Ю. Розрахунок занулення. Практичне заняття. Методичні вказівки. ДонДТУ, Алчевськ: 2005.- 19 С.

24. Голубков, Борис Николаевич. Кондиционирование воздуха, отопление и вентиляция: Учеб. для вузов/ Б.Н. Голубков, Б.И. Пятачков, Т.М. Романова.– М.: Энергоиздат.–1982.– 232 с.

25. Справочник по охране труда на промышленных предприятиях. К.Н. Ткачук и др. К.: Техника, 1991. – 762 С.

26. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.

27. СН 2.2.4.548-96Гигиенические требования к микроклимату помещений.

28. ГОСТ 12.1.038-82*ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов.

29. ГОСТ 12.1.030-81ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление.

30. Баратов Анатолий Николаевич. и др. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства тушения. Справ.изд.: В 2-х кн.; кн. 1/А.Н. Баратов, А.Я. Корольченко, Г.Н. Кравчук и др. – М.: Химия, 1990.– 496 с.

31. ГОСТ 12.0.003-74ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

32. ГОСТ 12.0.007-76ССБТ. Вредные вещества. Классификация. Общие требования безопасности.

33. ГОСТ 12.3003-86 ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности: Введ. 01.07.91.-М.: Изд-во стандартов.-46 С.

34. Бабалов,Александр Фомич. Промышленная теплозащита в металлургии./А.Ф. Бабалов. – М.: Металлургия.– 1971.– 360 с.

35. ППБ 01-03.Правила пожарной безопасности в Украине.

36. Дьяков, Василий Иванович. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Курс лекций / В.И. Дьяков, А.Г. Горбунов, Иван. гос. энерг. ун-т. – Иваново.– 2001.– 103 с.

37. Ревун, Михаил Павлович. Адаптивные системы управления процессами нагрева металла: Монография./ Ревун М.П., Соколов А.К. / Запорожье: – Изд. ЗГИА, 1998. – 351 с.

38. СНиП 23-03-2003. Защита от шума.

39. НПАОП 0.00-4.33-99. Положение о разработке планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций и аварий.