Тема лекции Системы и виды производственного освещения 1

Тема лекции: Системы и виды производственного освещения 1

По принципу организации производственное освещение подразделяется на: • естественное* освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях; • искусственное освещение, создаваемое искусственными источниками света, т. е. устройствами, предназначенными для превращения какого либо вида энергии в оптическое излучение; • совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. * Естественное освещение земной поверхности за счет излучения солнца. 2

Естественное освещение бывает: • боковым, при котором освещение помещения естественным светом осуществляется через световые проемы в наружных стенах; 3

• верхним — естественное освещение помещения через фонари, световые проемы в стенах в местах перепада высот здания; 4

• комбинированным — сочетание верхнего и бокового естественного освещения. 5

Система естественного освещения (боковое, верхнее или комбинированное) выбирается с учетом следующих факторов: • назначения и принятого архитектурно планировочного, объемно пространственного и конструктивного решения зданий; • требований к естественному освещению помещений, учитывающих особенности технологии и характера зрительной работы; • климатических и светоклиматических особенностей места строительства; • экономичности естественного освещения. 6

Характеристика зрительной работы 1 Наименьший или эквивалентный размер объекта различения, мм 2 Наивысшей точности Менее 0, 15 Очень высокой точности От 0, 15 до 0, 30 От 0, 30 до 0, 50 Св. 0, 5 до 1, 0 Св. 1 до 5 Высокой точности Средней точности Малой точности Грубая (очень малой точности) Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах Разряд зрительной работы 3 I II IV V Более 5 VI Более 0, 5 VII Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянное периодическое при постоянном пребывании людей в помещении VIII периодическое при периодическом пребывании людей в помещении Общее наблюдение за инженерными коммуникациями 7

Верхнее и комбинированное естественное освещение в основном применяется в: n производственных одноэтажных многопролетных зданиях, n одноэтажных общественных зданиях большой площади (крытые рынки, стадионы и т. п. ), n зданиях с крупногабаритными технологическими объемами, в частности, производственных транспортных предприятиях, предназначенных для ввода подвижного состава. 8

9

10

11

Транспортировка света. Современные системы естественного освещения. 12

Системы полых трубчатых световодов состоят из 3 х узлов: светопринима ющего, транспортиру ющегося и светораспреде ляющего. Светоприемное устройство в виде прозрачного акрилового купола располагается вне здания, на крыше или фасаде, в его конструкцию входит специальный оптический элемент, принимающий прямой поток от солнца и диффузный свет небесной полусферы и перенаправляющий их внутрь световода. 13

14

Боковое естественное освещение применяется в многоэтажных производственных, общественных и жилых зданиях, а также в одноэтажных общественных и производственных зданиях, в которых отношение глубины помещения к высоте окон над условной рабочей поверхностью (горизонтальная поверхность, расположенная на высоте 0, 8 м от пола) не превышает 8. 15

16

17

Искусственное освещение может быть двух систем — общее освещение и комбинированное освещение. 18

19

20

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения и может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работы в любом месте освещаемого пространства. При общем локализованном освещении светильники размещают в соответствии с расположением оборудования, что позволяет создать большую освещенность на рабочих местах. 21

Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Его целесообразно устраивать при работах высокой точности, а также при необходимости создания определенного или изменяемого в процессе работы направления света. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей и не создает необходимой освещенности даже на прилегающих к ним площадям. Оно может быть стационарным и переносным. Применение только местного освещения в производственных помещениях не допускается из за дискомфортной блескости, возникающей при наличии темных окружающих поверхностей и ярких пятен в поле зрения. 22

23

24

25

Выбор системы искусственного освещения осуществляется исходя из: • нормируемой освещенности; • требований равномерности освещения; • размещения оборудования и рабочих мест; • первоначальных затрат на электроэнергию. 26

ИСТОЧНИКИ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ Для искусственного освещения производственных помещений используются газоразрядные лампы и лампы накаливания. В лампах накаливания (ЛН) свечение возникает в результате нагрева нити лампы до высоких температур. Они имеют низкую световую отдачу 7. . . 20 лм/Вт, небольшой срок службы (1500 часов), преобладание в спектре желтовато красных лучей, которые искажают цветовое восприятие. В силу перечисленных недостатков лампы накаливания имеют ограниченное применение. 27

Госдума приняла в третьем чтении закон об энергоэффективности и энергосбережении, предусматривающий в числе прочего запрет на оборот ламп накаливания с 2014 года. Согласно документу, с 2011 года будет прекращено производство и продажа ламп с мощностью 100 ватт и более, с 2013 года мощностью 75 ватт и более, а с 2014 25 ватт. 28

Для освещения на производстве лампы накаливания применяют: • для аварийного и эвакуационного освещения; • в помещениях, для питания освещения которых допускается напряжение не более 42 В (вольт); • в помещениях с кратковременным пребыванием людей; • для местного освещения; • в случаях, когда применение газоразрядных ламп невозможно по технологическим причинам (высокая температура воздуха, вибрация). 29

Разновидностью ламп накаливания являются галогенные лампы (галоидные), основное отличие которых заключается в повышенном сроке их службы, как правило, до 2000 часов. В этих лампах, кроме инертного газа, в колбу вводится незначительное количество чистого йода. При работе лампы пары йода вступают в реакцию с частицами испарившегося вольфрама нити накала, образуя газообразное соединение йодид вольфрама, который, попав в зону высоких температур вблизи нити накала, распадается снова на вольфрам и йод. Вольфрам осаждается на нити накала, а частицы йода возвращаются к колбе и вновь принимают участие в галоидном цикле. Галоидные (галогенные) имеют преимущество перед обычными лампами накаливания. Световой поток в них к концу службы уменьшается на 3 4% против 15 20% в лампах накаливания общего назначения, срок их службы вдвое больший, спектральный состав светового потока близок к естественному, световая отдача на 15 -20% выше, а размеры значительно меньше обычных ламп накаливания. Галогенные лампы отличаются высокой механической прочностью, нагревостойкостью и не разрушаются при работе в резко меняющейся температуре окружающей среды. 30

Наибольшее распространение в промышленности нашли разрядные лампы. Принцип действия разрядных ламп (РЛ) основан на электрическом разряде между двумя электродами, запаянными в прозрачную для оптического излучения колбу той или иной формы. Внутреннее пространство колбы после удаления воздуха наполняется определенным газом, чаще всего инертным, до заданного давления или же инертным газом и небольшим количеством металла (с высокой упругостью паров), например ртутью, натрием. 31

Люминесцентные лампы (ЛЛ) представляют собой разрядные источники света низкого давления, в которых ультрафиолетовое (УФ) излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в видимое излучение. Колба лампы заполнена инертным газом аргон криптоновой смесью. В качестве люминофора, как правило, применяется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. Подбирая состав люминофоров можно создать излучение любого спектра. 32

Существенным недостатком ЛЛ является пульсация светового потока при питании переменным током. На работе ЛЛ сказываются колебания напряжения в питающей сети и температура окружающей среды. Снижение напряжения в сети более чем на 10% приводит к отказу в зажигании ЛЛ. Для большинства ЛЛ рабочий диапазон температуры составляет +5. . . + 50°С. 33

Люминесцентные лампы обладают рядом недостатков (нарушение цветопередачи, создание ощущения сумеречности при низкой освещенности, появление монотонного шума во время их работы), самым серьёзным из которых является периодичность светового потока (пульсация). Это приводит к появлению стробоскопического эффекта (по-гречески стробос - кручение, верчение, скопео - смотрю) искажению зрительного восприятия направления и скорости вращающихся, движущихся или сменяющихся объектов. 34

Достоинством ЛЛ является значительная светоотдача (75. . . 85 лм /Вт), экономичность, срок службы достигает 12 000 часов, благоприятный спектральный состав света, близкий к естественному, равномерность светового потока и сравнительно невысокая яркость. 35

ЛЛ выпускаются нескольких типов лампы дневного света ЛД с голубоватым цветом излучения. Лампы белого света ЛБ, имеющие несколько желтоватый оттенок, лампы холодного и теплого белого света ЛХБ и ЛТБ, занимающих по спектру излучения промежуточное положение между лампами ЛБ и ЛД. Выпускаются также лампы дневного света с улучшенной цветопередачей типа ЛДЦ, которые применяются, главным образом, в помещениях жилых и общественных зданий. 36

Для производственных целей широко используются также ртутные лампы РЛ высокого давления, такие как дуговые ртутные люминесцентные (ДРЛ) и дуговые ртутные лампы с излучающими добавками (иодида натрия, индия, теллурия) – ДРИ. Принцип действия лампы ДРЛ основан на преобразовании УФ излучения ртутного разряда высокого давления при помощи люминофора в видимое излучение. ДРЛ могут использоваться без люминофора, поскольку в спектре более 50% излучения составляет видимое излучение, около 40% УФ. Однако это приводит к сильному искажению цвета предметов, особенно человеческой кожи, вследствие, отсутствия излучения в оранжевокрасной части спектра. Недостатком ламп ДРЛ является присутствие в спектре некоторой доли УФ излучения, что может неблагоприятно сказаться на состоянии здоровья работающих. Качество цветопередачи ламп типа ДРЛ намного хуже, чем у ЛЛ. Кроме того, лампы ДРЛ вызывают большую пульсацию светового потока. Основные области применения: наружное освещение, освещение промышленных предприятий высотой 3 5 м, не требующих высокого качества цветопередачи. Лампы типа ДРИ общего назначения отличаются от ДРЛ только отсутствием люминофорного покрытия на колбе и улучшенной цветопередачей. Пульсация светового потока в лампах ДРИ существенно ниже, чем в лампах ДРЛ. 37

ДРЛ 38

Лампы типа ДРИ общего назначения отличаются от ДРЛ только отсутствием люминофорного покрытия на колбе и улучшенной цветопередачей. Пульсация светового потока в лампах типа ДРИ существенно ниже, чем в лампах ДРЛ (и составляет примерно 30%). ДРИ 1000 5 лампа разрядная металлогалогенная (ЛИСМА) 39

Современные компактные люминесцентные лампы про изводятся с индивидуальным встроенным ЭПРА (электронно пускорегулирующий аппарат) и цоколем для ламп накаливания, что удобно для прямой замены ламп накаливания на люминесцентные. Использование люминесцентных ламп с ЭПРА дает следующие преимущества: увеличивается эффективность освещения, обеспечивая светоотдачу 115 120%; обеспечивает относительное постоянство светового потока во времени; устраняет стробоскопический эффект и «мерцание» ; на 15— 20% увеличивается срок службы ламп; обеспечивается до 30% экономии электроэнергии; обеспечивается широкий диапазон рабочей температуры: от 20 до 50 °С; обеспечивается автоматическое отключение лампы в конце срока службы. 40

Создание в производственных помещениях качественного и экономичного освещения обеспечивается применением рациональных светильников. Светильник — это устройство, содержащее источник света (лампу) и светотехническую арматуру. Светотехническая арматура перераспределяет свет источника света (ИС) в пространстве или преобразует его свойства (изменяет спектральный состав излучения или поляризует его). Наряду с этим светотехническая арматура выполняет функции защиты лампы от воздействия окружающей среды, механических повреждений, обеспечивает крепление лампы и подключение к источнику питания. 41

Распределение света в пространстве — одна из важнейших свето техническиххарактеристик светильника, которая описывается кривыми силы света. Кривые силы света светильников подразделяются на 7 классов: К — концентрированная; Г — глубокая; Д — косинусная; Л — полуширокая; Ш — широкая; М — равномерная; С — синусная. 42

43

44

С точки зрения перераспределения светового потока различают светильники прямого, отраженного и рассеянного света Классы светильников по светораспределению 45

Для направленного и равномерного рассеивания светового потока ламп, защиты глаз от чрезмерной яркости света, защиты лампы от механических повреждений и пыли применяются светильники. С лампами накаливания применяются следующие светильники: 1. светильник «Универсаль» ; 2. глубокоизлучатель эмалированный; 3. светильник «Люцетта» ; 4. шар из молочного стекла; 5. кольцевой светильник; 6. водопыленепроницаемый светильник; 7. светильник «Альфа» ; 8. светильник «Бета» с зеркальным отражателем. 46

47

48

Светильники встраиваемые отраженного света Светильники отраженного света основную часть светового потока направляют вверх. Они должны применяться в тех помещениях, где нет пыли, а стены и потолок светлые. Освещение такими светильниками по лучается мягкое, без резких теней. Оно рекомендуется для чертежно конструкторских бюро и других помещений, когда необходимо особо равномерное распределение яркости по помещению, а также для работ с блестящими поверхностями (металл, стекло). 49

Назначение светильника состоит также в защите глаз работающих от воздействия чрезмерно больших яркостей источников света. Применяющиеся источники света имеют яркость колбы, в десятки и сотни раз превышающую допустимую яркость в поле зрения. Степень возможного ограничения слепящего действия источника света определяется защитным углом светильника. Защитный угол - это угол между горизонталью и линией, соединяющей нить накала (поверхность лампы) с противоположным краем отражателя. Защитные свойства светильника тем лучше, чем больше его защитный угол. Светильники местного освещения должны обеспечивать защитный угол не менее 30°, светильники общего освещения — не менее 15°. 50

ВИДЫ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на следующие виды: • рабочее; • аварийное; • охранное; • дежурное. 51

Рабочее освещение — освещение, обеспечивающее нормируемые осветительные условия (освещенность, качество освещения) в помещениях и в местах производства работ вне зданий. 52

Аварийное освещение подразделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности освещение для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Освещение безопасности предусматривается в случаях, если отключение рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания оборудования и механизмов может вызвать: • взрыв, пожар, отравление людей; • длительное нарушение технологического процесса; • нарушение работы объектов жизнеобеспечения (электрические станции, насосные установки водоснабжения, теплофикации и т. п. ) Наименьшая освещенность, создаваемая освещением безопасности, должна составлять не менее 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк для территорий предприятий. 53

Эвакуационное освещение — освещение для эвакуации людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения. Эвакуационное освещение предусматривается: • в местах, опасных для прохода людей; • в проходах и на лестницах, служащих для эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 человек; • по основным проходам производственных помещений, в которых работает более 50 человек; • в производственных помещениях с постоянно работающими в них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью травматизма из за продолжения работы производственного оборудования; • в помещениях общественных и вспомогательных зданий промыш ленныхпредприятий, если в помещении могут одновременно находиться более 100 человек; • в производственных помещениях без естественного света. 128 Эвакуационное освещение должно обеспечивать наименьшую осве щенность на полу основных проходов и на ступенях лестниц: в помещениях — 0, 5 лк, на открытых территориях — 0, 2 лк. 54

Дежурное освещение — освещение в нерабочее время. 55

Охранное освещение предусматривается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Охранное освещение должно обеспечивать освещенность не менее 0, 5 лк на уровне земли. 56

57