Расчет освещения: как рассчитать освещенность производственных помещений, количество светильников по площади, коэффициент

Общая методика расчета

Расчет параметров системы освещения осуществляет инженер-электрик (проектировщик). Он может выполнять эту работу одним из трех способов:

• через коэффициент использования светового потока;
• установки удельной мощности;
• точка.

Первый способ рассчитывает общую (равномерную) освещенность рабочих поверхностей, расположенных в горизонтальной плоскости. В ходе работы рассчитывается коэффициент для одноместного номера. Метод учитывает геометрические размеры производственной площади и степень светоотражения поверхностей.

Расчет через удельную мощность. Метод расчета освещения через удельную мощность применяется только для предварительной оценки установленной мощности осветительных установок, так как дает очень приблизительный результат.

Такие данные часто требуются для заполнения анкет, используемых при получении спецификаций или при подготовке сметы на установку системы коммерческого освещения.

Точечный метод. Этот метод подходит для расчета освещения — местного и общего — при наличии светильников прямого освещения. На него не влияет пространственная ориентация анализируемой поверхности. Освещенность рассчитывается в каждой точке поверхности для каждого источника света отдельно.

Реализация точечного метода очень трудоемкий процесс, но точность результата высокая. Правда, это зависит от добросовестности специалиста, проводящего анализ.

Условия производственной деятельности

В любом промышленном производстве свет играет ведущую роль в создании зрительной работоспособности рабочих. Кроме того, уровень освещенности оказывает непосредственное влияние на моральное и физическое состояние людей, что, естественно, сказывается на качестве продукции и порче. Поэтому, чтобы создать правильный уровень освещенности, необходимо руководствоваться следующими требованиями:

• при создании естественного и искусственного типов освещения (пример: общее, рабочее, аварийное и т д.) помещений необходимо руководствоваться нормативной документацией. Отличным примером нормативной документации являются СНиП;

Примечание! Помимо СНиП, при создании определенной степени освещенности различных производственных помещений необходимо использовать нормы ГОСТ и СанПин.

• требования к уровню яркости освещаемых поверхностей (особенно важно для рабочего типа освещения). Рабочее освещение требует равномерного распределения света. Это пример того, как должно быть организовано любое локальное освещение;

• отсутствие резких теней при освещении производственных помещений;
• излучаемый световой поток должен иметь правильную цветопередачу;
• отсутствие негативных факторов при эксплуатации системы общего и местного (рабочего, аварийного и других видов) освещения. Здесь речь идет о светильниках, не издающих шума, не создающих пожароопасности или представляющих угрозу жизни и здоровью людей при работе.

При этом стоит помнить, что для производственных помещений необходимы два типа света:

• природный план. Их изготавливают с использованием оконных проемов и стеклянных крыш и кровельных конструкций;
• искусственный самолет. Оно может быть местным, рабочим, аварийным, охранным и т д. Реализуется с помощью разнообразных светильников и лампочек.

Применяемые методы расчета естественного и искусственного освещения производственных помещений сильно отличаются друг от друга. Каждый пример светотехнических расчетов таких помещений имеет свои нюансы и тонкости. Поэтому рассмотрим их более подробно.

Примечание! Все методы, применяемые для расчета уровня освещенности в помещениях производственного плана, должны основываться на нормах, указанных в нормативной документации.

Выбор типа источника света

Врачи констатируют, что наиболее гигиенически оправданным является одноэтажное здание с естественным освещением. Этим достигается наибольшее распределение светового потока и хороший уровень освещенности. Для этого дополнительно рассчитывается естественное освещение производственных помещений, после чего полученные результаты сравниваются с нормами и принимается решение о необходимости дополнительного искусственного освещения.

Во многих зданиях применяется комбинированное освещение с использованием односторонних или двусторонних боковых светильников (окна, дополнительные светильники на стенах). Использование только естественного света из окон встречается редко и имеет ряд недостатков: зависимость распределения светового потока от глубины помещения, неравномерность и периодические изменения интенсивности освещения. Узнайте больше о типах промышленного освещения.

Дальнейшие условия повышения яркости — равномерная светлая или темная окраска рабочих помещений.

Кроме того, следует проводить регулярное мытье светильников и окон (не менее 4 раз в год), особенно в помещениях с повышенным уровнем запыленности и выбросами загрязняющих веществ с поверхности.

В качестве светильников для освещения производственных помещений обычно используют лампы накаливания или газоразрядные лампы. Однако они достаточно энергоемки, поэтому их место все чаще занимают светодиодные лампы. Узнайте больше о том, как выбрать светодиодное освещение для промышленного освещения.

Подбор осветительных приборов

В производстве используются разные светильники, если есть необходимость в равномерном освещении, применяются линейные светильники с люминесцентными трубками, для общего освещения используются потолочные светильники с лампами ДНаТ или ДРЛ, их устанавливают на потолке или на стенах, возможна установка прожекторов, если они не ослепляют персонал. Осветительное оборудование также должно соответствовать климатическим условиям. Конструктивно должна быть предусмотрена защита от стекла на случай взрыва лампочки или повреждения кровли, например, металлической сеткой.

В расчетах вводится еще один коэффициент запаса, учитывающий степень загрязнения оттенков. В пыльных и жарких помещениях потолок загрязняется и излучает меньше света. Во избежание значительной потери света необходимо проводить плановую чистку светильников от нескольких раз в год до нескольких раз в месяц (например, в металлургическом производстве).

В зависимости от типа используемых ламп различают:

1. Лампочки. Запрещены в большинстве стран из-за высокого энергопотребления. Светоотдача около 10-15 Лм/Вт, светят до 1000 часов. Индекс цветопередачи более 90.
2. ДРЛ. Применяются в точечных светильниках, в наружном и внутреннем освещении, в открытых потолочных светильниках, для работы требуется пусковое оборудование. Они излучают световой поток более 30 Лм/Вт, светят до 12 000 часов, индекс цветопередачи около 50.
3. ДНКТ. Чаще всего их устанавливают в светильники на фонарных столбах, световой поток около 60 Лм/Вт, срок службы 10 000 часов. Индекс цветопередачи меньше 39.
4. Светодиод 80-120 лм/Вт, срок службы до 100 000 часов, индекс цветопередачи более 80.

В зависимости от типа светильника, цвета стен, наличия рефлектора и рассеивателя конечный световой поток может существенно различаться.

Варианты освещения на предприятии

Любое освещение делится на две группы:

1. Натуральный (солнце).
2. Искусственный.

Искусственный бывает трех видов:

1. Общий. Потолочное освещение создает равномерное или среднее освещение рабочей зоны или зон, распределенных по помещению. Вы получаете полностью освещенное помещение с плавным потоком.
2. Местный. Это могут быть настольные лампы, дополнительные светильники и освещение над рабочими местами.
3. Комбинированный. Общее освещение обеспечивает световой поток для создания нормального освещения для передвижения по предприятию, а местное освещение обеспечивает достаточное количество света на рабочих поверхностях. Такой подход значительно экономит финансовые вложения и энергопотребление по сравнению с использованием только общего освещения.

Виды и варианты крепления светильников

Светильники можно размещать на потолке и стенах помещения в зависимости от их формы светораспределения. На стенах они крепятся на кронштейны или опорные металлические конструкции. Потолочное освещение может быть закреплено на самой крыше, на нижней части стоек здания, балок, перекрытий, на металлическом тросе на определенном расстоянии от потолка. Уровень высоты, на котором размещаются светильники, выбирается на этапе расчета. Чем ближе лампа, тем большую освещенность она дает при одном и том же световом потоке. В больших мастерских можно монтировать фонарные столбы вдоль комнаты посередине.

Стоит отметить, что если вы решили разместить светильники на потолке, а высота вашей мастерской довольно большая (5 метров и более), вам необходимо позаботиться об обслуживании. Если самые дальние от стен светильники можно заменить и с лестницы, хотя на высоте более 5 метров это весьма сомнительно. Так что в источниках света, которые размещены посередине потолка, заменить лампы будет проблематично. Поэтому необходимо предусмотреть кран-балку или другой мостовой или консольный кран с оборудованной подвижной платформой или огражденным мостом для электрика.

Выбор вида проводки и проводниковых материалов

Проект освещения включает в себя схему расположения и подключения светильников. Любая электроустановка нуждается в мощности, поэтому цепи освещения разводят на отдельные автоматические выключатели или обычные выключатели ответвлений, при наличии трехфазного питания необходимо равномерно распределить лампы по фазам.

Кабельная продукция и соединители подбираются по мощности электрооборудования. Основными характеристиками кабеля являются площадь поперечного сечения, от которой зависит максимально допустимый ток и изоляционные свойства. Например, в цехах с агрессивной средой или там, где возможны механические воздействия, желательно использовать бронированный кабель.

Выбор площади сечения зависит не только от потребляемого тока, но и от длины линии, чем длиннее — тем больше сечение кабеля. Это играет существенную роль при длине кабеля более 10 метров.

При расчете кабельной линии инженер-электрик должен учитывать все особенности и функции работы электроустановки.

В зависимости от дизайна помещения используется один из видов разводки:

1. открытая проводка используется в крупных мастерских, кабели прокладываются по так называемым рыбьим костям или кабельным галереям. Это удобно при устранении неполадок или замене.
2. Скрытая проводка применяется в небольших помещениях, помещениях с повышенной влажностью и т.д.

Это также влияет на площадь сечения кабеля, открытые провода лучше охлаждаются, а значит, он выдерживает большие токи при аналогичном скрытом сечении.

Кроме того, необходимо предусмотреть рукава и трубы для прокладки кабелей через перекрытия и стены, иначе их изоляция может быть повреждена в процессе эксплуатации. Если в одной трубе проложено несколько кабелей, необходимо учитывать, что они будут значительно нагреваться. Это должно быть компенсировано соответствующими поперечными сечениями проводников.

Читайте также: Расчет освещенности помещения – Калькулятор освещения

Определение нормированного значения освещенности на рабочем месте

Даже за последние годы стандарты освещения рабочих мест сильно изменились. Это связано с появлением и усовершенствованием новых типов ламп и управления светом, а также новейшими исследованиями в области здравоохранения. Подробнее о стандартах освещения читайте здесь.

Показатели для рассмотрения:

• яркость светового потока;
• осветительные приборы;
• сила света;
• отражательная способность поверхности;
• теплота цвета.

Первый показатель определяется светоощущением человека за счет воздействия лучистой энергии на глаза. Для выбора правильной яркости светового потока необходимо учитывать количество люмен, на которое рассчитана лампа.

Освещенность определяется как плотность рассеянного светового потока. Измеряется в люксах и рассчитывается как отношение светового потока к площади, на которую падает освещенность. В рамках гигиенических норм выделяют 8 типов помещений:

• для рисования;
• большой по площади;
• общего назначения (используют компьютеры);
• для конференций;
• лестницы, эскалаторы;
• архивы, библиотеки;
• складское помещение.

Установленное освещение для помещений с мелкими работами достигает 500 лк и постепенно снижается до 50 лк, что допускается в складских помещениях различного назначения.

Обычно осветительные приборы имеют неравномерное распределение света. Поэтому, чтобы определить освещенность, нужно знать силу светового потока, направленного на освещаемую плоскость. В процессе определения освещенности важным показателем становится и коэффициент отражения, который показывает степень освещенности той или иной поверхности. Он характеризуется тем, насколько светлым оказывается материал или покрытие освещаемых планов, выражается в нитах и ​​представляет собой отношение величины отраженного светового потока к общему количеству света от светильников. Также необходимо учитывать освещение от компьютера и окон.

Помимо индикаторов для осветительных приборов внимание уделяется характеру самой работы. В первую очередь важно определить степень травматизма и уровень аккуратности родов. Основным фактором является минимальный размер обрабатываемых объектов. Например:

• баллы для бухгалтеров, писателей, копирайтеров и так далее;
• толщина тончайшей линии для рисовальщиков и художников;
• мельчайшие детали (транзисторы, гайки и т д.) для инженеров и других конструкторских профессий.

В местах с наиболее точной работой освещенность может достигать 1250 лк и зависит от того, ведется ли работа постоянно или носит периодический характер, или выражается только в общем наблюдении за процессами.

Калькулятор рассчитывает освещенность производственного помещения по специальным таблицам с указанием необходимых коэффициентов (использование, отражение, рекомендуемый уровень освещенности) следующим образом:

• нужно знать длину, ширину и высоту помещения;
• учитывать коэффициент отражения пола, потолка и стен;
• отмечают нормы соблюдения размеров помещения, мастерской и выполняемых в них работ;
• знать мощность, яркость светового потока лампы и ее тип (при этом учитывается безопасность использования той или иной лампы в необходимых условиях.

Уровень освещения определяется исходя из количества светильников и их мощности.

Правильное освещение производственного помещения

По типу промышленное освещение помещения (как и любого другого) делится на естественное и искусственное.

Естественный свет самый ценный: человеческий глаз к нему максимально приспособлен. Он проникает в здание через окна и другие прозрачные строительные конструкции (например, световые люки).

Виды искусственного освещения:

• общий;
• местный;
• комбинированный.

Само местное освещение не используется, оно используется только в сочетании с общим освещением. Подходящий осветительный прибор для этого может быть переносным или стационарным. Пятно света от него не освещает даже участки рядом с ним.

Комбинированный метод освещенности здания

Комбинированный — необходим при выполнении рабочими высокоточных операций, не допускающих появления резких теней от некоторых предметов.

Общие — организованы в цехах с однотипными работами (например, в литейных цехах). Бывают случаи, когда комбинированное освещение организовать просто не представляется возможным.

Установленное освещение рабочих мест с небольшими рабочими местами соответствует 500 лк, постепенно снижаясь до 50 лк в различных складских помещениях.

Для максимальной экономии возможно освещение технических или открытых площадок устройствами с датчиками движения для включения света.

Как рассчитать алгоритм

Расчет освещения площадей промышленных предприятий производится в следующей последовательности:

• выбранная система освещения;
• обеспечивает нормированное освещение каждого рабочего места;
• подбирается наиболее рациональная и экономичная лампа;
• оцениваются коэффициенты освещенности, запас освещенности, отражение поверхностей внутри помещения.

После этого рассчитывают:

• номерной индекс;
• коэффициент использования светового потока;
• необходимое количество ламп;
• На завершающем этапе делается чертеж или эскиз, где отмечается расположение всех креплений.

А чтобы люминесцентные приборы долго светили и давали свет с указанной производителем яркостью, необходимо использовать дроссель для люминесцентных ламп.

Как рассчитывается норма КЕО

Естественный свет является переменной величиной, поэтому нормируется не освещенностью, а коэффициентом (КЕО). Он рассчитывается по формуле:

Е = (Ев/Ен) х 100.%, где:

• Ev — естественное освещение точки, расположенной в помещении;
• Один — наружное освещение (горизонтальное) с полностью открытым световым люком.

Очередность шагов

Первый шаг – выбор системы освещения. Он может быть боковым, верхним или комбинированным. Выбор зависит от назначения производственного помещения с обязательной оценкой функций технологического процесса.

Нормируемое значение КЕО выбирают по таблице СНиП 23-05-95. Значение зависит от категории изобразительной работы (а категория определяется в зависимости от размера наименьшего элемента, с которым приходится работать работнику).

Стоимость иены корректируется в зависимости от местонахождения производственного объекта.

КЕО снижается из-за запыленности поверхностей, пропускающих свет. Для учета степени загрязнения стекла выбирают коэффициент запаса Кз.

Световые характеристики проемов определяются по:

• соотношение длины и глубины помещения, глубины и высоты (от уровня рабочей поверхности до верхнего края окна) — при боковом освещении;
• соотношение между длиной и шириной помещения, его высотой и шириной и типом светильника — с верхним светом.

При боковом освещении КЕО (минимальное значение) нормируется для наиболее удаленного от окна рабочего места. При верхнем или комбинированном — нормированный показатель, средний из пяти точек равноудален друг от друга и размещен на рабочей поверхности.

Цель расчета естественного освещения – определение площади оконных проемов.

Если рабочее место находится менее чем в двенадцати метрах от окна, достаточно одностороннего освещения. При увеличении расстояния более 12 метров необходимо обеспечить рабочую точку двусторонним боковым освещением.

Примеры

Попробуем разобраться в методах расчета естественного и искусственного освещения на самых простых примерах.

Естественный свет

Это помещение длиной L = 10 м, шириной B — 10 м, высотой H — 5 м. Размер оконного проема 4х3,5 м, окна двойные.

По условиям задачи помещение помещается в третью световую зону. Точность зрительной работы персонала высокая.

Нормированное значение КПО составляет 2%.

Окна ориентированы на север, дают КЕО не менее 1,5%.

Для обеспечения КПО 2% необходимо наличие трех окон в помещении общей площадью 42 кв.

Искусственный свет

Дано помещение с геометрическими размерами 8х6х3,5 м. Нормируемая освещенность для данного производства составляет 300 лк.

Напряжение в сети предприятия 220 В, предполагается использование люминесцентных ламп ЛПО (коэффициент использования светового тока 49%). Отражательная способность:

• потолок -0,7;
• стены — 0,5;
• рабочая поверхность — 0,3.

Шансы:

• запас Kz = 1,75;
• неравномерное освещение — 1.1.

Категория зрительных работ, проводимых персоналом в данном помещении, — III.

Рабочая поверхность КРЛ размещена на высоте 0,8 м, высота свеса 0,1 м.

Площадь участка составляет 48 кв.м.

Индекс комнаты (S/(H1 — H2) (L+W) = 48/(3,5 — 0,8) (8 + 6) = 1,26

Коэффициент использования (согласно коэффициенту отражения поверхностей и пространственному показателю) равен 51.

Количество ламп N = (500 х 48 х 100 х 1,75) / (51 х 4 х 1150) = 17,9

Округляя результат, получаем необходимое количество ламп, равное 18 шт.

Расположение осветительных приборов и их количество

Светильники можно размещать с учетом или без учета размещения рабочих мест.

Если за основу выбрана единая система освещения цеха, их размещают высоко от рабочих поверхностей и могут оборудовать дополнительными отражателями. Поток света иногда направлен не только вниз, но и вверх или в стороны.

При организации комбинированного освещения на каждом рабочем месте устанавливаются местные светильники.

Световой поток от блока местного освещения не должен попадать в поле зрения рабочего.

В качестве источника света в производственных помещениях могут использоваться разные типы ламп: люминесцентные (наиболее используемые), газоразрядные, накаливания.

Расчет люминесцентного освещения сводится к определению количества рядов светильников и их количества в каждом ряду. При разработке проекта освещения с использованием других типов ламп (разрядных, накаливания) количество ламп известно, мощность одной лампы определяется расчетным путем.

Немного об экономике

Владелец компании заботится не только о комфорте рабочего персонала: ему важно при этом снизить энергопотребление. Эта цель может быть достигнута разными способами:

• использовать более мощные осветительные приборы, сократив тем самым их количество;
• использовать устройства с низким тепловыделением, что позволит сэкономить на кондиционировании цеха;
• снизить затраты на обслуживание освещения. Многие фабрики в настоящее время практикуют однократную замену всех источников света в мастерской, когда срок их службы подходит к концу.

Перспективной альтернативой является использование светодиодных ламп. Промышленное светодиодное освещение отвечает всем требованиям энергосбережения, долговечно и не требует регламентного обслуживания.