Світлотехніка та джерела світла (стр. 1 )

Світлотехніка та джерела світла.

1. Освітлення виробничих приміщень

Для розрахунку електричного освітлення цеху у світлотехнічній частині проекту необхідно вирішувати такі питання:

1.  Вибір системи освітлення.

2.  Вибір джерел світла і світильників.

3.  Розміщення і установка світильників.

4.  Основні методи розрахунку освітлення.

1.1. Вибір системи освітлення

При обладнанні освітлювальних установок застосовуються дві системи освітлення: загальне освітлення і комбіноване. Якість та економічність освітлювальних установок значно залежать від правильності вибору системи освітлення.

Система загального освітлення застосовується для освітлення всього приміщення, в тому числі і робочих поверхонь.

Загальне освітлення може здійснюватись двома способами: з рівномірним розміщенням світильників під стелею освітлювального приміщення та нерівномірним. Освітлення з рівномірним розміщенням світильників застосовується, якщо у виробничих приміщеннях технологічне обладнання розташоване рівномірно по всій площі з однаковими умовами зорової роботи або якщо в приміщеннях необхідно забезпечити рівномірне освітлення. Якщо в приміщенні є робочі поверхні, що вимагають різних рівнів освітлювальності, то для створення потрібного на них освітлення світильники розміщують локалізовано, в залежності від розташування робочих поверхонь або виробничого обладнання.

Локалізоване освітлення слід передбачати в приміщеннях зі стаціонарним великогабаритним обладнанням (венткамери, пічні відділення), у приміщеннях, де робочі місця розташовані групами, зосередженими на окремих ділянках; у приміщеннях, на різних ділянках якого виконуються роботи різної точності, що потребують різних рівнів освітлення. Застосування локалізованого освітлення дозволяє знизити встановлену потужність освітлювальної установки, але створює підвищену нерівномірність розподілу яскравості в полі зору.

Система комбінованого освітлення (загального і місцевого) застосовується в приміщеннях з тонкими зоровими роботами, які вимагають високої освітлюваності. При такій системі одна частина світильників освітлює тільки робочі місця (світильники місцевого освітлення), а інша - все приміщення, головним чином проходи та коридори (загальне освітлення). Для безпосереднього освітлення робочих місць на верстатах, верстаках або поблизу робочих місць установлюють світильники місцевого освітлення. Вони забезпечують потрібний напрям світла, майже по­вністю ліквідують виникнення тіней і відблисків (при невеликих потужностях ламп створюють високоякісне освітлення на робочих місцях).

Освітлення місць, створюване світильниками загального користування при комбінованій системі, повинно складати 10 % від нормованого для комбінованого освітлення. Застосування в приміщенні тільки місцевого освітлення нормами забороняється.

Система комбінованого освітлення зменшує установлену потужність ламп і витрати електроенергії (лампи місцевого освітлення включаються тільки на час виконання робіт на робочих місцях). Незважаючи на переваги комбінованого освітлення, капітальні витрати на його облад­нання більші, ніж витрати на обладнання одного загального освітлення, через дорогі світильники і установку понижуючих трансформаторів.

Електричне освітлення може бути таких видів: робоче та аварійне. Робоче освітлення улаштовується в усіх приміщеннях і створює на робочих поверхнях нормоване освітлення.

Аварійне освітлення необхідне там, де при раптовому вимкненні робочого освітлення можливе виникнення вибуху або пожежі; масового травматизму, тривалого розладу технологічного процесу і т. д., а також порушення роботи відповідальних об'єктів (водопостачання, вузли зв'язку, пожежні пости, електрощитові і т. п.). Це освітлення називається аварійним освітленням, для продовження роботи воно повинно створювати на робочих місцях 5 % нормованого робочого освітлення при системі загального освітлення, але не менше 2 лк.

Аварійне освітлення для евакуації людей повинно забезпечувати освітлення не менше 0,5 лк.

Воно обов'язкове в основних прохідних приміщеннях, коридорах і на сходах, які служать для евакуації людей з адміністративних будівель, де працюють або перебувають одночасно понад 50 чоловік, а також в приміщеннях, де можуть знаходитись понад 100 чоловік.

Для аварійного освітлення слід застосовувати лампи розжарювання або люмінесцентні за умови, що живлення ламп в усіх режимах змінним струмом (напругою) не нижче 90 % номінальної, а температура повітря в приміщенні не нижче +5 °С. Світильники аварійного освітлення приєднуються окремими лініями до незалежного джерела живлення або переключаються на нього автоматично при раптовому вимкненні робочого освітлення. Крім того, вони повинні відрізнятися від світильників робочого освітлення типом, розміром або спеціально нанесеним знаком.

1.2. Вибір джерел світла і світильників

Найважливіше практичне значення має питання вибору джерела світла: лампи розжарювання, люмінесцентні лампи та лампи типу ДРЛ, ДРІ та інше.

При вирішенні цього питання необхідно враховувати переваги та недоліки цих джерел світла, їх світлові, економічні і експлуатаційні характеристики.

Люмінесцентні лампи завдяки високій світловій віддачі, більшому строку служби, а також достатній передачі кольору застосовують для освітлення приміщень, де необхідно правильно розрізняти відтінки кольорів (на виробництвах, де виконуються роботи більшої та середньої точності, що не мають природного світла і призначені для постійного перебування людей і т. п.)

У залежності від характеру освітлюваних приміщень і виду виконуваних робіт вибирають відповідні типи люмінесцентних ламп.

У приміщеннях, де необхідне точне визначення відтінків кольорів, за­стосовують лампи ЛД, а при особливо високих вимогах до кольоропередачі - ЛДЦ, ЛЕЦ.

Лампи ЛБ мають більш високу світлову віддачу, їх слід застосовувати в приміщеннях адміністративних і виробничих, що не вимагають підвищених вимог до кольоропередачі.

Лампи розжарювання завдяки незначній вартості, простоті обслуговування, невеликим розмірам і незалежності їхньої роботи від умов зовнішнього середовища є джерелами світла масового застосування, хоча ККД і світлова віддача у них значно нижчі, ніж у люмінесцентних. Лампи розжарювання використовуються для освітлення виробничих приміщень, в яких виконуються роботи, що вимагають низького або середнього рівня освітлення, тобто виконуються грубі види робіт (приміщення з особливо важкими умовами середовища - підвищений вміст пилу і відносна вологість до 95 %; допоміжні приміщення без постійного перебування людей, для освітлення вулиць, проїздів з невеликим рухом транспорту).

Ртутні лампи ДРЛ, що мають більший одиничний світловий потік, застосовуються для освітлення великих виробничих приміщень висотою більше, ніж 5 м, в яких не потрібно розрізняти відтінки кольорів. При їх застосуванні різко знижується кількість установлюваних освітлювальних приладів, а це спрощує розподільчу мережу, зменшує монтажні роботи і знижує витрати на експлуатацію. Слід враховувати, що при освітленні приміщень лампами ДРЛ виникає пульсація світлового потоку. Для зниження коефіцієнта пульсації лампи підключають до різних фаз мережі.

Лампи ДРІ застосовують у виробничих приміщеннях, де потрібна якісна кольоропередача.

Ксенонові лампи використовуються тільки для освітлення великих відкритих просторів (кар'єрів, морських портів, аеропортів, залізниць і т. п.). Для внутрішнього освітлення виробничих підприємств застосування ксенонових ламп обмежене.

Вибір світильника виконується на основі вимог світлотехнічних, економічних, у тому числі енергетичних, і умов навколишнього середовища.

Проектувальник повинен врахувати розподіл світлового потоку в залежності від призначення і характеру виробництва, конструкції приміщення.

Якщо вибраний світильник конструктивно не відповідає умовам зовнішнього середовища, це може призвести до його надмірного запилення (у запилених приміщеннях), за рахунок чого зменшується світловий потік, який він випромінює; до виникнення корозії металевих частин і передчасного виходу його з ладу (в особливо вологих приміщеннях); до пошкодження ізоляції проводів (може виникнути коротке замикання між проводами або на корпус світильника); в пожежо - та вибухонебезпечних приміщеннях - до пожежі або вибуху.

Неправильний вибір світильників за світлорозподілом призводить до неекономічного використання світлового потоку джерел світла та зростання потужності освітлювальної установки. На рівних умовах віддають перевагу світильникам з високим ККД, незважаючи на їх більш високу вартість. Ці додаткові витрати швидко окуповуються за рахунок економії електричної енергії. При виборі типів світильників необхідно враховувати і світлотехнічну класифікацію (клас світлорозподілу і тип кривої сили світла).

У приміщеннях з нормальним середовищем, з обмеженою кількістю пилу, застосовують світильники зі ступенем захисту ІР20. В приміщеннях вологих, особливо вологих, з хімічно активним середовищем, у запилених та гарячих застосовують світильники зі ступенем захисту ІР61, ІР53, ІР54. В особливо запилених приміщеннях застосовують світильники зі ступенем захисту ІР60, ІР50.

У вибухо - та пожежонебезпечних приміщеннях застосовують спеціальні світильники.

1.3. Розміщення світильників

При системі загального освітлення світильники можна розміщувати над освітлюваною поверхнею рівномірно або локалізовано. При рівномірному освітленні світильники розташовують правильними симетричними рядами, утворюючи при цьому відносно рівномірне освітлення по всій площі, а при локалізованому - індивідуально для кожного робочого місця або дільниці виробничого приміщення, створюючи при цьому потрібне освітлення тільки на робочих місцях (рис. 15.1).

Рис. 1.1. Розміщення світильників загального освітлення.

На рис. 1.1 показано розташування світильників загального освітлення по висоті приміщення. Мінімальна висота підвісу світильника над освітлюваною поверхнею визначається умовами обмеження осліпленості і вимогами доступності їх обслуговування. Відстань від стелі до світильника hc зазвичай приймається 0,5 - 0,7 м, рівномірність розподілу яскравості по стелі забезпечується при відношенні hc/h = 0,2-0,25. При використанні відбиття стель світильники, що випромінюють частину світлового потоку у верхню на півсферу, повинні мати hc і 0,25L (L -відстань між світильниками або рядами).