Кількості теплоти і вологи, які виділяються особами, подані в додатку 5 або в додатку 32 [3].

Сумарні явні тепловиділення в приміщення від дорослих мужчин, Вт, визначають за формулою:

, (5.11)

а повні -

, (5.12)

де і – відповідно виділення явної і повної теплоти однією дорослою особою чоловічої статі, Вт/особу (додаток 6); - число осіб в приміщенні.

Необхідно враховувати, що жінки виділяють на 15% теплоти і вологи менше ніж чоловіки; діти в середньому на 25% менше [11].

5.2.2. Теплонадходження від електричного освітлення

Якщо лампи електричного освітлення розміщені безпосередньо в приміщенні, то кількість теплоти, що виділяється від них в приміщеня, може бути наближено обрахована за формулою [ 1 ]

, Вт (5.13)

де – напруга освітленості робочих поверхонь, Лк [СНиП ІІ-4-79. Естественное и искусственное освещение. – М.: Госстрой СССР, 1980. – 48с.]; – питомі виділення теплоти, Вт/(м²Лк) (табл.5.1); – частка теплової енергії, що виділяється в приміщення.

В тих випадках, коли оправи і лампи розміщені поза приміщенням (за заскленою поверхнею, на горищі або в підшивній стелі, в потоці витікального повітря), в приміщення попадає тільки випромінена теплота, частка якої для люмінісцентних світильників біля 0,55 спожитої електроенергії, а для жарівок – приблизно 0,85 [1].

Потрібна освітленість Е регламентується відповідним ДБН (БНіП). Наприклад, найменша освітленість при використанні люмінісцентних світильників приймається: для аудиторій 300 Лк; для конструкторських бюро – 500 Лк; для залів – 200 Лк; фойє – 150 Лк; спальних кімнат – 75 Лк. При використанні жарівок ці цифри повинні бути зменшені приблизно вдвоє.

Згідно [CНиП II-4-79] Лк для кувальних, термічних, пресових, холодноштампувальних, малярних, складальних цехів і цехів металопокриттів; – для механічних, складально-зварювальних, деревообробних і модельних цехів; – відділень ливарних цехів (формувального, обрубного, очищувального); – для топильно-заливальних і вибивальних відділень; – для приміщень механічного обслуговування і ремонту; – для мийки автомобілів; Лк – для приміщень зберігання автомобілів.

Таблиця 5.1

Питомі тепловиділення від люмінісцентних ламп [4]

Світильник	Розподілення світлового потоку		qосв, Вт/(м2·лк) для приміщень площею, м2
			< 50		50…200		> 200
			Висота приміщення, м
	вгору	вниз	3,6	3,6	3,6	3,6	4,2	4,2
Прямого світла	0…10	100…90	0,1	0,077	0,073	0,058	0,067	0,058
Переважно прямого світла	10…40	90…60	0,12	0,091	0,076	0,073	0,083	0,071
Дифузійно розсіяного світла	40…60	60…40	0,166	0,116	0,087	0,079	0,094	0,077
Преважно відбитого світла	60…90	40…10	0,233	0,166	0,152	0,114	0,141	0,108
Відбитого світла	90…100	10…0	0,264	0,181	0,155	0,116	0,145	0,108

---

Заувага. При використанні жарівок цифрові дані таблиці необхідно множити на поправний коефіцієнт 2,75.

При електричному освітленні спожита електрична енергія повністю перетворюється в теплоту, збільшуючи таким чином холодильну потужність СВ. Більш точно питомі тепловиділення від електричних світильників, що віднесені до поверхні підлоги приміщення А, можна визначити за формулою [5-8]

, Вт/м² (5.14)

де: – повна потужність електричного освітлення приміщення, Вт; – коефіцієнт одночасності включення світильників; – коефіцієнт теплового навантаження (навантаги) приміщення (або – коефіцієнт, який враховує кількість теплоти, що надходить в приміщення від світильника); – коефіцієнт акумулювання теплоти оправами світильників (додаток 6).

Частка окремих складових теплонадходжень від освітлювальних приладів в умовно нерухоме внутрішнє повітря є наступною:

Вид складових теплонадходжень	Стандартні світильники без стабілізаторів	Лампи розжарювання (жарівки) 100 Вт
Видиме випромінення	20 %	10%
Інфрачервоне випромінення	40 %	80 %
Теплопровідність і конвекція	40 %	10 %

В стандартних світильниках тільки 1/5 спожитої електричної потужності перетворюється на світло. Сучасні трисмужкові світильники з діаметром (серединником) 26 мм перетворюють біля 1/3 спожитої електричної потужності на світло. Частина видимого і невидимого інфрачервоного випромінення поглинається (вбирається) освітлювальною оправою і підвищує температуру її конструкційних елементів, які в свою чергу також спричиняють інфрачервоне випромінення. В першому наближені можна прийняти, що світильник перетворює на випромінення біля 50% спожитої електричної енергії.

Одиницею вимірювання світлового струменя є люмен (Лм), одиницею напруження освітленості є люкс (Лк), причому 1 Лк = 1 Лм/м².

Підставою для вимірювання напруження освітленості є нормативні приписи, наприклад в ФРН це норми DIN 5035, Т2. Якщо не вдається докладно встановити потужність освітленості, то для визначення теплоти, яка виділяється при освітленні приміщень нормальної висоти, можна скористатися рекомендаціями табл. 2.2 - 2.4. Якщо напруження освітленості вказане в люксах, то на кожен кілолюкс і 1 м² поверхні підлоги належить передбачити потужність жарівок біля 200...240 Вт/(м²·кЛк). Якщо потрібне напруження освітленості 1000 Лк, то передбачаючи світильники, треба орієнтуватись на потужність 20…40 Вт на 1 м² поверхні підлоги. В найновішому розв’язанні при освітленні з електронним регулюванням, потужність жарівок виносить навіть приблизно 15 Вт/(м²·кЛк).

Сонце спричиняє напруження освітленості 80000…100000 Лк, денне світло при захмареному небі 5000 Лк, повний місяць вночі 0,25 Лк.

Освітлювальна здатність оправи (обрамлення) світильника не є сталою величиною, вона залежить від бажаного кольору світла, від температури оправи, частоти і часу її вживання і рівня забруднення.

---

Освітлювальна здатність η різних джерел світла, Лм/Вт:

- жарівки 220 V η = 14;

- стандартні світильники діаметром 38 мм η = 52;

- 3-смужкові світильники діаметром 26 мм η = 76;

- те ж, з електронним регулюваням η = 95;

- кварцеві лампи високого тиску η = 50…60;

- содові лампи η = 60…70.

Р
ис. 5.1. Зміни встановленої (номінальної) потужності освітленості великих приміщень [9]

Таблиця 5.2

Номінальне напруження освітленості згідно DIN 5035

і встановлена потужність освітленості приміщень різного призначення* [5, 9]

Призначення приміщення або вид робіт, що виконуються в ньому	Номінальне напруження освітленості En, Лк	Одинична встановлена (номінальна) потужність освітленості Р/А, Вт/м2
		Жарівки загального призначення	Світильники
Приміщення магазинів, житлових кімнат, помешкань, сходові приміщення, зали театрів	100	20 - 25	4 - 8
Службові (офісні) приміщення, зали (наприклад поштові) з віконцями і касами, місця праці з роботами середньої прецизійності	300	60 - 75	10 - 20
Приміщення офісні, бюро (зали зі службовими боксами), електронне обробляння даних, зали з вікнами, дослідні лабораторії, зали магазинів, виставкові і торгові зали, прецизійні монтажні роботи, аудиторії з вікнами	500	100 - 120	12 - 24
Великі службові приміщення (офіси), креслярські зали, супермаркети, дослідження фарб, фарбування, прецизійний монтаж, гравірування, аудиторії без вікон	750	-	15 - 30
Службові приміщення з комп’ютерами. Монтаж прецизійного обладнання в електричній промисловості, роботи з прецизійними механізмами, прецизійні гравірувальні роботи	1000	-	20 - 40
Монтаж дуже прецизійного обладнання, контроль кольорів за високих вимог до якості	1500	-	30 - 60
Субмініатюрні електронні елементи, годинникарство	2000	-	40 - 80

Зауваги: ^*) Наближені величини при попередньому проєктуванні. За значної потужності освітленості ці величини використовують при обрахунках холодильної навантаги СВ.

^**) Меншій величині відповідають сучасні 3-смужкові світильники ( 65/58 Вт).

Таблиця 5.3

Номінальне напруження освітленості Е згідно DIN 5035, Т (10.79) [25]

і показники освітленості місць праці

Еn = 100 … 200 Лк	300 … 500 Лк	500 … 1 000 Лк
Зали магазинів, сходові приміщення, коридори, їдальні, кузні, монтаж з достатньо великих деталей, вальцювальні (прокатні) цехи	Робочі місця службових приміщень при вікнах, лабораторії, монтаж від середньопрецизійного до прецизійного, побудова моделей, кравецькі майстерні, кухні	Службові приміщення без денного світла, санітарні приміщення, великі бюро, креслярські зали, контроль барв, ретушування

Оправа дзеркальна

Призматична оправа

з отворами

Різновид оправ

---

Оправа світильника з витіканням повіт-ря в підшивну стелю або на горище (стрих)

Оправа світильника з витіканням повітря в повітропровід (з тепловою ізоляцією або без неї)

Рис. 5.2. Оправи світильників з перетіканням витікального повітря вгору:

з витіканням повітря в простір підшивної стелі або на горище (вгорі)

і з витіканням повітря в повітропровід (внизу)

Ефективність освітленості є відношенням світлового потоку, використаного корисно для освітленння, до повного світлового потоку генерованого світильником. Величина залежить від геометрії приміщення, розміщення оправ світильників, відбиття світла від поверхні, освітленості безпосередньої чи опосередкованої. Величина може змінюватись від 0,3 (дуже некорисна) до 0,9 (дуже добра).

Віднесена до поверхні підлоги встановлена (номінальна) електрична потужність виносить

, Вт/м² (5.15)

де – номінальне напруження освітленості в кЛк; – встановлена (номінальна) електрична потужність в Вт/(м²·кЛк); – ефективність освітленості; – світлова ефективність лампи.

Номінальне напруження освітленості належить приймати згідно табл. 5.2; там теж вказані величини Р/А.

Коефіцієнт 1,25 враховує старіння світильника і ступінь його забруднення.

Коефіцієнт одночасності включення світильників l₁ (5.14) Від випадку до випадку належить розглядати його додатково. Можна приймати для великого приміщення в привіконних зонах в часі сонячних днів , а у віддалених від вікон зонах приміщення .

Вентильовані оправи світильників

З метою зменшення холодильної потужності СВ (СК), спричиненої тепловиділеннями від оправ світильників, застосовуються вентильовані світильники, тобто через ті світильники витікає внутрішнє повітря з верхньої зони приміщення. Завдяки цьому конвективна теплота, а також і частина променистої теплоти, переміщується з витікальним повітрям. Як видно з рис. 5.3 розрізняють три види освітлювальних оправ: з дзеркальним растром; без растра; з перфорованим призматичним корпусом; з двома способами витікання повітря (через простір підшивної стелі або горища (стриха); через ізольовані або неізольовані повітропроводи системи витікальної вентиляції).

Таблиця 5.4

Коефіцієнт теплового навантаження (навантаги) приміщення μ_в

при вентильованих оправах світильників [9]

	Кількість витікального повітря, м3/год
Кількість витікального повітря, м3/год, на 100 Вт електричної потужності світильника	20	30	50	100
Витікання повітря з приміщення через простір підшивної стелі або горища*) (стриха)	0,80	0,70	0,55	0,45
Витікання повітря через неізольовані повітропроводи	0,45	0,40	0,35	0,30
Витікання повітря через ізольовані повітропроводи	0,40	0,35	0,30	0,25

Зауваги: ^*) Якщо оправи світильників не є вентильованими, то . Якщо витікання повітря відбувається в простір підшивної стелі, то величини наведені в табл., потрібно дещо збільшити.

---

^**) Якщо на прилеглому до приміщення, яке розглядається, поверсі нема приміщення того самого функціонального призначення, то належить величини, які подані в табл., помножити на 0,9.

В таблиці 5.4. для кожного виду освітлюваних оправ вказані величини коефіцієнта (його ще називають коефіцієнтом тепловиділень в приміщення і позначають ), які належить приймати при обрахуваннях холодильної навантаги СВ. За ефективної конструкції освітлювальних оправ і правильного розв’язання перетікання повітря можна відвести з витікальним повітрям до 75 % теплової потужності світильника.

В деяких випадках це повітря можна вжити як рециркуляційне, або використати його теплоту в рекуператорах чи теплонасосних уставах (установках) (ТНУ).

Н
а рис. 5.3. проаналізований вплив потоку витікального повітря на тепловий потік світильника, який попадає в приміщення. Можна зауважити, що навіть невеликий повітряний потік відводить значну частину тепловиділень світильника; при цьому одночасно зростає освітлювальна здатність світильника, яка залежить від температури.

Рис. 5.3. Надходження в приміщення теплового потоку від вентильованих освітлювальних оправ світильників потужністю 200 Вт в залежності від витрати витікального повітряного потоку

За значної освітленості приміщення завжди варто відводити теплоту від світильників (наприклад застосовуючи вентильовані оправи), з метою зменшення холодильної потужності СВ.

Існують освітлювальні оправи, які при обігріванні приміщення допроваджують власні тепловиділення до приміщення, завдяки зміні напрямку руху перетікального через них повітряного потоку. Для регулювання служать термостати, а також перепускні отвори з клапанами в оправі. Такі оправи на сьогодні ще не знайшли широкого застосування.

5.2.3. Тепловиділення від електричних машин, механізмів і обладнання

Тепловиділення від електродвигунів та машин і механізмів, які приводяться ними в дію, можна обрахувати за формулою [1]

, Вт (5.16)

де – номінальна (встановлена) потужність електродвигунів, кВт; – коефіцієнт використання номінальної потужності ( ); –коефіцієнт завантаження двигунів ( ); – коефіцієнт одночасності дії двигунів ( ); – ККД електродвигунів ( , див. табл. 5.5); – коефіцієнт переходу механічної енергії в теплову ( ): менше значення приймається тоді, коли деяка частка теплоти, що виділяється двигуном, відводитьться за межі приміщення охолоджувальною рідиною при роботі насоса, або газом (повітрям) при роботі вентилятора (компресора) тощо.

Таблиця 5.5

ККД трифазних індукційних електродвигунів за повного їх завантаження [9]

Потужність номінальна, кВт	0,2	0,5	0,8	1,1	1,5	2,2	3,0	5,5	7,5	15,0	22,0	40,0
Двигун клітковий η, %	63	70	73	77	79	80	81	85	86	89	91	92
Двигун перстеневий η, %	-	-	-	-	77	80	82	85	87	89	90	91

---