Файл: завдання до ІСР.doc

Е_зовн — освітленість горизонтальної поверхні, що створюється в той самий час ззовні світлом повністю відкритого небосхилу.

Нормовані значення КПО визначаються „Будівельними нормами і правилами" (СНиП ІІ-4-79). В основі визначення КПО покладено розмір об’єкта розпізнавання, під яким розуміють предмет, що розглядається-або ж його частину, а також дефект, який потрібно виявити.

Розрахунок природного освітлення полягає у визначенні площі світлових отворів (вікон, ліхтарів) у відповідності з нормованим значенням КПО.

Розрахунок площі вікон при боковому освітленні проводиться за допомогою наступного співвідношення:

де S_в — площа вікон;

S_п — площа підлоги приміщення;

е_н — нормоване значення КПО;

k_з — коефіцієнт запасу;

_в — світлова характеристика вікон;

k_буд — коефіцієнт, що враховує затінення вікон протилежними будівлями;

_в — загальний коефіцієнт світлопропускання;

r — коефіцієнт, що враховує підвищення КПО завдяки світлу, відбитому від поверхонь приміщення та поверхневого шару, що прилягає до будівлі (земля, трава).

Штучне освітлення передбачається у всіх виробничих та побутових приміщеннях, де недостатньо природного світла, а також для освітлення приміщень в темний період доби. При організації штучного освітлення необхідно забезпечити сприятливі гігієнічні умови для зорової роботи і одночасно враховувати економічні показники.

Найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях регламентується СНиП П-4-79 і визначається, в основному, характеристикою зорової роботи (табл. 1). Норми носять міжгалузевий характер. На їх основі, як правило, розробляють норми для окремих галузей промисловості.

Таблиця 1. Норми штучного та природного освітлення виробничих приміщень

В СНиП ІІ-4-79 вісім розрядів зорової роботи, із яких перших шість характеризуються розмірами об'єкту розпізнавання. Для І — V розрядів, які окрім того мають ще і по чотири під розряди (а, б, в, г), нормовані значення залежать не тільки від найменшого розміру об'єкта розпізнавання, але і від контрасту об'єкта з фоном та характеристики фону. Найбільша нормована освітленість складає 5000 лк (розряд Іа), а найменша — 30 лк (розряд VIIIв).

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи:

• світлового потоку (коефіцієнту використання),

• точковий,

• питомої потужності.

Метод світлового потоку призначений для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь. Цей метод дозволяє врахувати як прямий світловий потік, так і відбитий від стін та стелі. Світловий потік лампи Ф_л визначають за формулою:

де Е — нормована освітленість, лк;

S — площа освітлюваного приміщення, м²;

k_з — коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп (k_з=1,3—1,8);

Z— коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z=1,1—1,15);

N — кількість світильників;

n — кількість ламп в світильнику;

 — коефіцієнт використання світлового потоку. Коефіцієнт  визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення і, коефіцієнтів відбиття стін та стелі. Показник приміщення i знаходиться за формулою:

де a I b — довжина і ширина приміщення, м;

h_р — висота світильника над робочою поверхнею, м.

Порахувавши світловий потік лампи Ф_л, за таблицею вибирають найближчу стандартну лампу і визначають електричну потужність всієї освітлювальної установки.

Точковий метод призначений для розрахунку локалізованого та комбінованого освітлення, а також освітлення похилих площин. В основу точкового методу покладене рівняння:

де I_ — сила світла в напрямку від джерела на задану точку робочої поверхні, кд;

 — кут падіння світлових променів, тобто кут між променем та перпендикуляром до освітлюваної поверхні;

r — відстань від світильника до заданої точки.

Для практичного використання e формулу підставляють коефіцієнт запасу k та значення r = h_р/соs_, тоді

Значення сили світла I_ приводяться в світлотехнічних довідниках.

Метод питомої потужності вважається найбільш простим, однак і найменш точним, тому його застосовують лише при наближених розрахунках. Цей метод дозволяє визначити потужність кожної лампи Р_л (Вт) для створення e приміщенні нормованої освітленості

де р — питома потужність, Вт/м² (приймається за довідниками для приміщень даної галузі);

S — площа приміщень, м²;

N — число ламп в освітлювальній установці.

Для вимірювання світлотехнічних величин застосовують люксметри, фотометри, вимірювачі видимості тощо. У виробничих умовах для контролю освітленості робочих місць та загальної освітленості приміщень найчастіше використовують люксметри типів Ю—116, Ю—117 та універсальний портативний цифровий люксметр-яскравомір ТЗС 0693. Робота цих приладів базується на явищі фотоефекту — перетворенні світлової енергії в електричну.

Наведемо деякі приклади розрахунку освітлення.

Природне освітлення

Умова задачі

Розрахувати кількість віконних прорізів для приміщення штучного запліднення тварин при наступних його розмірах: в=6м глибина, вздовж вікон l=16м, розміри вікон 0,8·1,5м.

Розрахунок природного освітлення зводиться до знаходження S – сумарної площі світлових прорізів, за формулою

де S – сумарна площа вікон, м²;

S_п – площа підлоги, м²;

е_min – нормоване значення КПО при боковому освітленні, % (табл. 3);

k – коефіцієнт, що враховує затемнення вікон навпроти розташованими будинками (табл. 4);

η₀ – світлова характеристика вікна (табл. 5);

₀ – загальний коефіцієнт світлопропускання

r₁ – коефіцієнт, що враховує відбиття світла при боковому освітленні (табл. 6).

Рішення

1. Площа підлоги S_п=l·b=16·6=96м²

2. Значення КПО для робіт VI розряду зорової роботи і боковому освітленні приймаємо з табл. е_min=0,5%.

3. Приймаємо, що відношення відстані до навпроти розташованого будинку (L) до висоти розміщення карнизу будинку над підвіконням вікна (h), що затемнюється дорівнює 1,5. Тоді коефіцієнт затемнення k=1,2.

4. η₀ – світлова характеристика вікна залежить від відношення від довжини приміщення до його глибини l/b та відношення глибини до висоти від b/h, де h відстань по вертикалі від верхнього краю вікна до робочої поверхні. В нашому випадку приймемо h=2м.

Відношення l/b=16/6=2,5, відношення b/h=6/2=3,0. При цих відношеннях η₀ =17.

5. Приймаємо, що приміщення із незначним виділенням пилу, диму, має вертикальні, одинарні дерев’яні рами.

При цих умовах коефіцієнт світлопропускання τ₀=0,5 (табл. 7).

5. Приймаємо середнє значення коефіцієнта відбиття світла від стін на стелі r=0,3. Враховуючи це, коефіцієнт, що враховує відображення світла при боковому освітленні r₁=2.

6. Розраховуємо сумарну площу світлових прорізів

8. Визначаємо кількість віконних прорізів:

Приймаємо 8 вікон.

Таблиця 3. Значення коефіцієнта природного освітлення (КПО) (по СНиП ІІ-А.8-72)

Таблиця 4. Значення коефіцієнту k

Примітка. L_н – відстань до протилежної будівлі, м; h_к – висота розташування карнизу протилежної будівлі над підвіконням світлопройому будівлі, м.

Таблиця 5. Світлова характеристика ліхтарів η_л

Таблиця 6. Коефіцієнт r₁, враховуючий відбите світло при боковому освітленні

Таблиця 7. Загальний коефіцієнт світлопропускання ₀

Штучне освітлення

Умова задачі: Підібрати тип та потужність ламп розжарювання для освітлюваної установки при наступних даних: число ламп 40, довжина приміщення 36м, ширина – 12м, відстань від підлоги до стелі 6м, в приміщенні проходе заготівля корму. Тип світильника та дані, яких недостатньо приймаємо самі.

Задачу вирішуємо методом світлового потоку. Світловий потік F_л(лм), який повинна випромінювати кожна електрична лампа, розраховується по формулі

де S_n – площа підлоги, м²;

Е – нормуюче значення освітлення для даного виду роботи, як (табл. 8);

k – коефіцієнт запасу (табл. 9);

z – коефіцієнт нерівномірного освітлення (табл. 10);

n – кількість ламп в установці, шт.

η – коефіцієнт використання світлового потоку (табл.11).

Рішення:

1. Площа підлоги в приміщенні S_n =l · b=36·12=432м²

2. Нормуюче освітлення для кормозаготівлі Е=100лк.

3. Коефіцієнт запасу залежить від запиленості повітря в приміщенні. Приймаємо, що в даному приміщенні в повітрі знаходиться пилу не більше 5мг/м³. Для приміщення з такою концентрацією пилу, коефіцієнт запасу дорівнює k=1,3.

4. z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, залежить від типу світильників та від їх геометричного розміщення в приміщенні, характеризується відношенням l_c/h_n, де h_n – висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м.

0. Вибираємо тип світильника – “Універсаль” без затемнення.

1. Світильники, як правило, розміщуються по центрам умовних квадратів. Їх відстань визначається за формулою

2. 

де S_n – 432м² – площа підлоги; n – 40шт. – кількість ламп

4.3. Висота підвісу світильника визначається за формулою h_n=H-(h₁+h₂)=6-(1+0,5)=4,5м. Приймаємо h₁=1м – відстань від підлоги до освітленої робочої поверхні; h₂=0,5м – відстань від стелі до світильника.

4.4. Знаходимо відношення l_c/h_n=3,28/4,5=0,73

4.5. При відношенні l_c/h_n==0,73 для світильника “Універсаль” без затінення коефіцієнт нерівномірності освітлення z=0,63.

5. η_с – коефіцієнт використання світлового потоку залежить від коефіцієнту відбиття світла від стін і стелі () та від показника форми приміщення ().

5.1. Для прямокутних приміщень  розраховується за формулою =S_n/h_n(l+b)=432/4,5(36+12)=2/6=

де S_n=432м² – площа підлоги; h_n=4,5м – висота підвісу світильника; l=36, b=12 – довжина та ширина приміщення в м.

При наявності значень α і  з табл. 11 визначаємо η_с=0,56.

6. Знаючи всі дані формули розраховуємо світловий потік

F_n=(432·100·1,3·0,63)/(40·0,56)=1579,5лм

У відповідності до ГОСТу 2239-70 (табл.12) приймаємо для використання лампу типу Г-150, напругою 220Вт, світловим потоком 2000лм і світловіддачею 13,3лм/Вт.

Таблиця 8. Норми штучного освітлення, лк (по НТП-СХ)

Таблиця 9. Значення коефіцієнту запасу k, який враховує можливість забруднення світильників осідаючого на них пилу, що залежить від характеру виробництва

Таблиця 10. Значення коефіцієнту Z в залежності від типу світильника і відстані між світильниками