Расчет производственного освещения

Некоммерческое акционерное общество

Алматинский университет энергетики и связи

Кафедра охраны труда и окружающей среды

Курсовая работа

По дисциплине «Охрана труда»

На тему: Расчет производственного освещения

Выполнила студентка группы МРС-07-3

Ким Н.В. №073547

Факультет РТиС

Проверила: Мананбаева С.Е.

Алматы 2011

Содержание

Задание и данные варианта

1. Теоретическая часть

2. Расчет естественной освещенности

3. Расчет точечным методом

4. Расчет методом коэффициента использования

Вывод

Список литературы

Задание

Произвести реконструкцию искусственного освещения производственного помещения согласно варианту. Исходные данные приведены ниже.

Данные варианта

Вариант КИ 47

Конструкторское бюро 20х15х4

h_oк=2,5 м

h_нoк=1 м

Тип светильников ПВЛМ 2*40, количество 15

Разряд зрительной работы II,a

город Астана, IV

H=3м, P=15м, ρ_пот=70%, ρ_пола=50%, ρ_ст=30%.

1. Теоретическая часть

Условия искусственного освещения на промышленном предприятии оказывают большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а следовательно, на производительность труда, качество продукции и производственный травматизм.

Для создания благоприятных условий труда производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

- Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру выполняемой работы по СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования»;

- Яркость на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства должна распределяться по возможности равномерно;

- Резкие тени на рабочей поверхности должны отсутствовать;

- Освещение должно обеспечивать необходимый спектральный состав света для правильной цветопередачи;

- Система освещения не должна являться источником других вредных факторов (шум и т.д.), а также должна быть электро- и пожаробезопасной.

Искусственное освещение применяется при отсутствии или недостаточности естественного освещения, осуществляется путем использования таких источников света как лампы накаливания, газоразрядные лампы, плоские и щелевые световоды.

Искусственное освещение делят по типу системы освещения:

- Местное - концентрируется световой поток непосредственно на рабочих местах;

- Общее, которое делится на равномерное и локализованное;

- Комбинированное – совмещение общего и местного освещений.

Искусственное освещение подразделяется также на:

- Аварийное, которое применяется при внезапном отключении рабочего освещения (5% от общего освещения);

- Рабочее – освещение во всех помещениях и на территории, для создания условий нормальной работы;

- Эвакуационное – предусматривается в местах, опасных для прохода людей (≥0.5 лк – освещенность в зданиях, 0.2 лк – вне их).

Нормирование искусственного освещения производится в соответствии со СНиП РК 2.04-05-2002, освещенность на рабочих местах нормируется в зависимости от условий выполнения зрительных работ, вида источника света и системы освещения.

Условия зрительной работы определяются следующими параметрами:

1 Размер объекта различения – наименьший размер, который необходимо выделить при проведении работ;

2 Фон – поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения, на которой он рассматривается. Характеризуется коэффициентом отражения (δ), который зависит от цвета и фактуры поверхности.

Фон считается светлым, при δ >0,4;

средним, при 0,2< δ <0,4;

темным, при δ <0,2.

3 Контраст объекта с фоном (К) – характеризуется отношением разности коэффициентов отражения фона и объекта, по абсолютной величине, к коэффициенту отражения фона.

Контраст различают : малый, при К<0,2;

средний, при 0,2<К<0,5;

большой, при К>0,5.

Условия зрительной работы улучшается при повышении яркости фона, что достигается повышением коэффициента отражения поверхности помещения и производственного оборудования.

При выборе системы освещения необходимо учитывать разряд зрительной работы, капитальные вложения и эксплуатационные расходы.

Кроме абсолютного значения освещенности нормируются качественные характеристики освещения: показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности.

Расчет искусственного освещения заключается в решении следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определение мощности осветительной установки.

Условия зрительной работы улучшается при повышении яркости фона, что достигается повышением коэффициента отражения поверхности помещения и производственного оборудования.

При выборе системы освещения необходимо учитывать разряд зрительной работы, капитальные вложения и эксплуатационные расходы.

Кроме абсолютного значения освещенности нормируются качественные характеристики освещения: показатель ослепленности и коэффициент пульсации освещенности.

Расчет искусственного освещения заключается в решении следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определение мощности осветительной установки.

Методы расчета искусственного освещения

Светотехнический расчет может быть выполнен методами: коэффициента использования, точечным и удельной мощности.

Метод коэффициента использования

Заключается в определении значения коэффициента η, равного отношению светового потока, подающегося на расчетную поверхность, к полному потоку осветительного прибора.

В практике расчетов значения η находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещений i) с их оптическими характеристиками (коэффициентом отражения потолка Sпот, стен Sст, пола Sп)

Индекс помещения определяется:

i=(B+A)/h*(A+B),

где А – длина помещения;

В – ширина помещения;

h – расчетная высота.

Необходимый поток каждого светильника определяется:

Ф = Е*Кз*S*z/N*η,(1.1)

где Е – заданная минимальная освещенность;

Кз – коэффициент запаса;

S – освещаемая площадь, м²;

z – коэффициент неравномерности освещения = 1,1÷1,2;

N – число светильников (намеченное до расчета).

При расчете освещения лампами накаливания или ДРЛ предварительно надо наметить количество светильников, разместив их по площади потолка равномерно. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа накаливания или ДРЛ. Допускается отклонение светового потока лампы не более, чем на -10…+20%. При невозможности выбора лампы с таким приближением изменяют количество ламп.

При расчете люминесцентного освещения световой поток выбираемой лампы Фл известен и определено количество ламп в светильнике n.

Ф = Е*Кз*S*z/n*Фл*η,(1.2)

Где делением общего числа светильников N на количество рядов определяется число светильников в каждом ряду, а т.к. длина светильников известна, то можно найти всю длину светильников ряда. Если полученная длина близка к длине помещения, ряд получается сплошным, а если больше – увеличивают число рядов.

Метод удельной мощности

Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности.

Удельная мощность – отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м²).

Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.

Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.

Мощность общей лампы определяют:

Р=w·S/N,

Где w – удельная мощность,

S – площадь помещения,

N – число светильников.

Если расчетная мощность лампы не равна стандартной мощности, то выбирается ближайшая по мощности большая стандартная лампа.

Точечный метод

По этому методу при кругло-симметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток лампы) в каждом светильнике равен 1000лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Величина условной освещенности зависит от светораспределения светильника и геометрических размеров: расстояние от точки до проекции освещающего ее светильника (α) и высоты расположения светильника над уровнем освещаемой поверхности (h). Световой поток лампы в каждом светильнике определяется:

Ф = 1000·Е_у·К_з/μ·∑Е_у ,(1.3)

где μ – коэффициент, учитывающий действие «удаленных» светильников (1,1÷1,2);

∑Е_у – суммарная условная освещенность в контрольной точке;

Е_у – отдельного светильника.

По полученному световому потоку выбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (-10…+20%).

2. Расчет естественного освещения

Площадь окна рассчитывается по формуле:

где - площадь световых проемов при боковом освещении, м²;

- площадь пола помещения, м²;

- световая характеристика окон, табличные значения;

- коэффициент запаса, табличные данные;

– нормируемое значение КЕО;

– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя, примыкающего к зданию, табличные данные

- коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, табличные значения;

- общий коэффициент светопропускания, определяют по формуле:

где – коэффициент светопропускания материала, табличные значения;

- коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, табличные значения;

- коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, при боковом освещении равен 1, при верхнем берут из таблицы;

– коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, табличные данные;

– коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимают равным 0,9.

;(2.3)

(2.4)

m – коэф. светового климата по таблице 3.1*(проемы в наружных стенах, ориентация СВ,СЗ; г. Алмата IV);

е_н – значение КЕО по таблице 3.12* (разряд зрит. работы IIа, при боковом освещении );

Выбираем коэффициент :

- световая характеристика окон, определяемая по таблице 3.2*

(отношение длины помещения к глубине L/l=20/5=4; высота рабочей поверхности h_p=h_o+h_но-h_рп=2,5+1-1=2,5м)

Выбираем табличное значение =10

Выбираем коэффициент :

–коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении, принимается по таблице 3.9*.

отношение глубины помещения к высоте от уровня рабочей поверхности l/h_p=5/2,5=2;

уровень рабочей поверхности

р_з=р_щ+р_но-р_рп=2б5+1-1=2б5мж

отношение расстояния расчетной точки к глубине помещения

l/B=5/14=0,33;

освещение двустороннее;

коэффициент отражения потолка, стен и пола 0,5;

отношение длины помещения к глубине L/l=4;

;

- коэффициент запаса, табличные данные 3.11*, ;

- коэффициент учитывающий затемнение окон противоcтоящими зданиями, таблица 3.10*

(P/Н_зд=15/3=3); .

общий коэффициент светопропускания

,

где, стекло оконное листовое одинарное,

переплеты стальные одинарные глухие,

деревянные формы и арки,

регулируемые жалюзи и шторы,

потери света в защитной сетке.

Найдем площадь окон с одной стороны

Найдем необходимую длину окна

Вывод: для обеспечения необходимой освещенности механического цеха необходимы окна с двух сторон длиной 26,52 и высотой 2,5 метра.

* - данные соответствуют СН и СНиП РК 2.04-05-2002 «Естественное и искусственное освещение. Общие требования» и сведены в таблицы в виде приложения в методическом пособии к выполнению РГР.

3. Расчет точечным методом

Разряд зрительной работы II (а) поэтому нормируемая освещенность –400 лк.

Точечным методом проверим соответствие данного количества и типа светильников нормируемой величине (Рисунок1).

Определение расчетной высоты подвеса:

h=H-(h_раб+h_свеса) (3.1)

h=4-(1+0,5)=2,5 м (3.2)

Расстояние между светильниками (Z):

L_А,В= λ·h, где λ =1,2÷2 (3.3)

L_А=2,5·1,6=4 м,

L _В =2,5·1,6=4 м.

Рисунок 1- расположение светильников в цеху.

Намечаем контрольную точку А. Для нее определяем суммарную условную освещенность всех светильников по следующим образом:

Находим проекцию расстояния на потолок от точки А до светильника-d_i.

Далее определяем угол между потолком и прямой d_i. По этому углу находим условную освещенность.Проверим, выполняется ли условие:

Е_г ≥Е_норм(3.4)

Где

,(3.5)

,(3.6)

,(3.7)

расстояние от центральной точки до светильника d₁ найдем как:

, (3.8)

(3.9)

и по этому значению берем I_α для ПВЛМ 2х40 и

I_α1 =42,24 кд (3.10)

Таким образом

л.к. (3.11)

расстояние от центральной точки до светильника d₂ найдем как:

, (3.12)

тогда

(3.13)

и по этому значению берем I_α для ПВЛМ 2х40 и

I_α1 =23,1 кд (3.14)

освещение источник светильник мощность

Таким образом

л.к. (3.15)

Аналогично вычислим L_Г3:

(3.16)

, (3.17)

I_α3 = 14,96 кд (3.18)

л.к. (3.19)

Аналогично вычислим L_Г4:

(3.20)

, (3.21)

I_α4 = 16,24 кд (3.22)

л.к. (3.23)

Аналогично вычислим L_Г5:

(3.24)

, (3.25)

I_α5 = 29,7 кд (3.26)

л.к. (3.27)

Аналогично вычислим L_Г6:

(3.28)

, (3.29)

I_α6 = 84 кд (3.30)

л.к. (3.31)

Суммарная условная освещенность равна:

л.к. (3.32)

световой поток равен Ф=3120 лм.

Определим освещённость:

л.к. (3.23)

Е_г ≥Е_норм Е_норм=400 л.к.

Как видим, условие (1) не выполняется, поэтому мы переходим к реконструкции.

4. Метод коэффициента использования

Реконструкция

Найдем значение ŋ по индексу помещения, который равен:

(4.1)

(4.2)

Тогда значение ŋ=0,85 и световой поток

Посчитаем световой поток одной лампы:

(4.3)

Выбираем лампы MASTERTL5 с Ф=5000лм

Поток светильника умножаем на 2 поскольку вмещает 2 лампы.

Рассчитаем количество ламп:

(4.4)

Таким образом, расположение светильников в механическом цехе изменились, их стало больше. Рисунок 2- итоговая схема расположения светильников.

Рисунок 2 – итоговое расположение светильников

Заключение

На основе полученных расчетов я пришел к выводу, что в цехе данного размера и при определенных условиях работы необходимо установить 28светильников мощностью 54 Вт

Также можно сказать следующее:

Для обеспечения необходимой освещенности механического цеха необходимы окна с двух сторон длиной 12,72 и высотой 2,5 метра.

Расчет точеным методом позволяет делать анализ расчета на уровне номинальной освещенности, и основным недостатком этого метода является то, что нельзя сказать, насколько эффективно используются светильники, преимущество же в том, что данный метод позволяет рассчитать общее локализованное освещение, общее равномерное освещение при наличии существенных затенений и местное освещение.

Список литературы

1. Г.М. Кнорринг. - Справочная книга для проектирования электрического освещения.-Л.: «Энергия»,1976.

2. Айзенберг Ю.Б. Справочная книга по светотехнике. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда» в дипломном проекте. Алматы,1995г.

4. СНиП РК 2.04-05.2002 Естественное и искусственное освещение. Государственные нормативы в области архитектуры, градостроительства и строительства.