Методичка: Оценка вредных производственных факторов

Геометрия помещения учитывается индексом помещения

, (1)

где а и b - длина и ширина помещения, м;

h - расчетная высота (высота подвеса над расчетной поверхностью), м.

При расчете общего освещения следует выбрать тип КСС светильника, размещение по площади потолка и общее количество светильников (ламп). При большой расчетной высоте и малых значениях _п и _с следует отдавать предпочтение КСС типа Г, К и Д. Для малых высот предпочтительнее светильники с КСС типа М и Л, создающие более равномерное освещение. Учитывая требования равномерности освещения, размещать светильники необходимо исходя из значений предельных отношений l/h, где l - расстояние между светильниками. Максимально допустимые значения l/h приведены в табл. 3.

Таблица 3. Параметры КСС и относительного расположения светильников

Значение коэффициентов использования в зависимости от характеристик помещения приведены в табл. 4.

Таблица 4. Значения коэффициентов использования светового потока в процентах

Необходимый поток каждого светильника (лампы) определяется по формуле

, (2)

где Е - нормативное значение освещенности, определяемое по табл. 1, 2;

S - площадь помещения, м ²;

К_З - коэффициент запаса, учитывающий снижение светового потока за счет запыленности светильника;

z - коэффициент неравномерности (Е_ср/Е_min);

N - число светильников (ламп);

- коэффициент использования светового потока.

Величину z принимают равной 1,1 для люминесцентных ламп и 1,5 для ламп накаливания и ДРЛ. Величина К_З для светильников с люминесцентными лампами выбирается равной 1,7 для литейного и плавильного производства, ковочных и полировочных изделий, 1,6 - для гальванических и модельных отделений, 1,5 - для цехов обработки металлов резанием, слесарных и разметочных отделений, 1,8 - для сварочных и окрасочных отделений.

Значения К_З для светильников с лампами накаливания и ДРЛ снижают на 0,2 по сравнению с вышеуказанными значениями.

При выборе освещенности к разряду Iв следует относить разметочные отделения, IIб - полировальные работы, IIIа - слесарные и модельные отделения, сборочные цеха, IIIб - литейные цеха, IIIв - малярные отделения, IIIг - заготовительные отделения, IVа - плавильные отделения, IVв - диспетчерские пульты.

Рассчитав по формуле (2) световой поток лампы, в приложении 1, 2 выбирают ближайшую стандартную лампу. Допускается отклонение потока выбранной лампы от расчетного до - 10 % и +20 %. В противном случае необходимо изменить планировку светильников. Определив тип лампы и ее мощность, в приложении 3-5 выбирают тип светильника. Для люминесцентных ламп общий поток светильника выбирается с учетом количества ламп. При выборе типа светильника необходимо учитывать требования их взрывоопасности

Расчет освещенности при наличии светящих линий. Излучатели (например, ряд светильников с люминесцентными лампами), длина которых превышает половину расчетной высоты, рассматриваются как светящие линии. Если в линии есть разрывы длиной , то линия рассматривается как непрерывная при <0,5h.

Для расчетов вводится понятие плотности потока Ф':

, (3)

где x - длина светильника, м

N - число светильников,

L - габаритная длина линии, м

Ф - световой поток одного светильника, лм.

Для протяженных линий с разрывами используется первая часть уравнения с длиной разрыва .

Расчет освещенности производится для контрольных точек, выбранных по середине между рядами светильников (при общем равномерном освещении). При наличии разрывов или на концах линии расчет производится в точках напротив концов светящих линий.

Для расчета привлекаются графики относительной освещенности , которая является освещенностью, создаваемой светильником со световым потоком Ф=1000 лм при высоте расположения светильника над плоскостью освещения h=1 м.

Расчет плотности светового потока производится по формуле:

, (4)

где - коэффициент, учитывающий отраженный свет. Принимается равным 1,1 … 1,15;

- сумма значений относительной освещенности, определенных по графикам, приведенным на рисунке 2.

а б

в г

д е

Рис. 2. Схема (а) и кривые равной освещенности для расчета светящей линии со светильниками, имеющими КСС типов М (б); Д-1 (в); Д-2 (г); Г-1 (д); Г-2 (е)

По планам участка обмеряются размеры p и L (p - расстояние от проекции светящей линии до контрольной точки по перпендикуляру), находятся отношения р'=p: h, L'=L: h. Для точки с координатами p' и L' на графиках определяется значение . Суммирование значений от ближайших рядов или их частей, освещающих контрольную точку, дает . Плотность светового потока, определенная по формуле (4), позволяет выбрать не только тип лампы, но и число ламп в светильнике.

Пример расчета 1. Необходимо рассчитать осветительную установку, показанную на рис. 3, на наименьшую освещенность Е=300 лк при К_З=1,5. светильники ЛДР с лампами ЛБ, h=4 м.

Рис. 3. Схема расположения светящих линий на участке

1…6 светящие полуряды линий, А - контрольная точка.

Точка А освещается шестью полурядами линий, отмеченных цифрами 1-6. Значения р, L, p', L' и определенные значения условной освещенности указаны ниже:

Полуряд р L p' L'

1 и 2 2,7 4 0,67 1 287

3 8,1 4 2,0 1 7

4 и 5 2,7 23 0,67 2115

6 8,1 23 2,0 14

= 425

Принимая = 1,1, находим:

лм/м.

В каждом ряду полный поток ламп должен составить 385027=104000лм, что соответствует 104000:(22850)=18 светильников 240 Вт, которые хорошо вписываются в ряд, заполняя его без разрывов. Если выбрать лампы большой мощности, то могут получиться разрывы.

При наличии разрывов в линии, линия мысленно достраивается до сплошной, участок разрыва считается как и сплошной, но с той лишь разностью, что сумма относительных освещенностей производится как алгебраическая, т. е. значения относительной освещенности вычитаются.

При выборе шага расположения светильников с люминесцентными лампами надо учитывать их длину. Для ламп мощностью 20 Вт она составляет 0,7 м, 40 Вт - 1,3 м, 80 Вт - 1,6 м. Расстояние между светящими линиями выбирается в зависимости от принятого КСС с учетом соотношения l/h (табл. 3).

Точечный метод. Точечный метод применяется для расчета общего, местного и наружного освещения. освещенность точки может быть определена по формуле:

, (5)

где - сила света в направлении луча,

cos - косинус угла наклона направления луча.

Выражение в числителе может рассматриваться как самостоятельная функция и при значениях высоты подвеса светильника h=1 м можно получить освещенность на условной плоскости, отстоящей от светильника на 1 м (рис. 4, 5). Если принять начальную силу света I₀=100 кд, то можно построить график условной горизонтальной освещенности для целого ряда светильников с различными типовыми КСС. Значения I₀, h, l/h для типовых КСС приведены в табл. 3.

Суммарное действие ближайших светильников создает в контрольной точке освещенность . Действие остальных источников света учитывается коэффициентом =1,1 … 1,2. Тогда для получения в данной точке заданной освещенности Е световой поток каждого светильника определяется по формуле:

. (6)

Рис. 4. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности

а б

Рис. 5. Схема относительного расположения светильника и контрольной точки (а), то же на плане (б)

По величине Ф производится выбор светильника.

Формула (6) может быть использована для расчета освещенности Е при известном Ф. Обычно в качестве контрольной точки при расчете общего освещения выбирают центр углового поля или середину его длинной стороны (точка А, Б на рис. 5б).

Точечный метод позволяет определить характеристики и провести выбор светильников местного освещения в системе комбинированного. В этом случае величина Е в формуле (6) определяется как разность нормативной освещенности для комбинированного освещения (табл. 1) и освещенности, создаваемой светильниками общего освещения (табл. 2). Расчетная точка располагается на краю рабочего поля. Требование равномерности освещения достигается выбором рациональной высоты подвеса, исходя из типа КСС светильника местного освещения и отношения размера рабочей зоны к высоте l/h (табл. 3).

Пример расчета 2. В помещении, часть которого показана на рис. 5б, требуется обеспечить освещенность Е=50 лк при К_З=1,3. Светильники УПД подвешены на высоте 3 м. Размеры полей 64 м.

Расстояние d определяем обмером по масштабному плану, расчет сводим в таблицу 5.

Таблица 5

Наихудшей оказывается точка Б, по освещенности которой определяем необходимый поток, принимая =1,1 (формула 6):

лм.

По таблице Приложения 1 выбираем лампу 200 Вт.

При расчете наружного освещения линейными источниками (освещение полосы дороги, коммуникаций и т. п.) также может быть применен точечный метод с использованием пространственных изолюкс.

Пример расчета 3. Полоса шириной b=10 м освещается установленными по ее краю на высоте 8 м светильниками СПО-2-200 с лампами 200 Вт, 2800 лм. Определить пролет L, при котором на противоположном краю полосы создаются Е=0,5 лк при К_З=1,4 (рис. 6).

Из выражения (6) находим

лк.

Контрольная точка на противоположной стороне полосы освещается по крайней мере двумя светильниками, следовательно, значение условной освещенности необходимо разделить пополам.

По графику на рисунке 4 находим, что значение =0,125 лк при высоте подвеса 8 м отвечает значению d=17 м. Значение d является гипотенузой в треугольнике, величину r находим по теореме Пифагора:

м.

Следовательно, расстояние между опорами подвеса равно 30 м.

Прожекторное освещение. Наружное освещение может быть выполнено с помощью прожекторов заливающего света типа ПЗС.

Расчет прожекторного освещения производится на горизонтальную освещенность, кроме случаев, когда требуется освещение только вертикальных поверхностей, и осуществляется чаще всего путем компоновки изолюкс или по методу веера прожекторов.

Рабочей характеристикой прожектора является изолюкса на условной поверхности, перпендикулярной оси и удаленной от прожектора на 1 м. Таким образом расчет прожекторного освещения сводится к применению метода изолюкс.

Пусть прожектор установлен на высоте h и его ось наклонена на угол к горизонту (рис. 7).

Координаты точек М (на горизонтальной поверхности) и m (на условной поверхности) и их освещенности е и связаны соотношениями:

(7)

(8)

Координата , так же как входящие в формулу значения и ³, определяются по таблице 6 в функции отношения x: h и угла . Если изолюксы на условной плоскости даны для двух квадрантов, то для сочетания параметров, слева от жирной линии (табл. 6) следует пользоваться нижним квадрантом.

Построение изолюкс горизонтальной освещенности е при заданных или выбранных и h производится в следующем порядке.

Задается x, кратное высоте мачты или подвеса прожектора x, и выписываются значения , , ³ (табл. 6). Находится по формуле (8). По графику изолюкс на условной поверхности находится как абсцисса точки, ордината которой равна , а освещенность . Вычисляется y по формуле (7), что дает пару точек изолюксы, симметрично расположенной относительно оси x. Последовательно повторяются операции до значения x, при котором необходимая освещенность , больше ее максимального значения на графике (рис. 8-16).