Title: Расчет искусственного освещения
Author: Сечин
Company: Кафедра ЭБЖ ТПУ

Министерство образования Российской Федерации
Томский политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ

Безопасность жизнедеятельности

РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Методические указания к выполнению индивидуальных заданий
для студентов дневного и заочного обучения всех специальностей

Томск 2008

УДК 658. 382. 3. 001. 24075

Безопасность жизнедеятельности.
Расчёт искусственного освещения. Методические указания к выполнению индивидуальных заданий для студентов дневного и заочного обучения всех специальностей. – Томск: Изд. ТПУ, 2008. –

Составитель                                                       доцент, к.т.н. О.Б.Назаренко

Рецензент                                                           доцент, к.т.н. А.Г.Дашковский

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности
«____» ________________ 2008г.

Зав. кафедрой ЭБЖ
проф., д.т.н.									В.Ф.Панин

Одобрено методической комиссией ИЭФ
предс. метод. комиссии
доцент, к.т.н.								А.Г.Дашковский
«____» ______________ 2005г.

РАСЧЁТ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

	Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.
	Основной задачей светотехнических расчётов для искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости.
	В расчётном задании должны быть решены следующие вопросы:
-	выбор системы освещения;
-	выбор источников света;
-	выбор светильников и их размещение;
-	выбор нормируемой освещённости;
-	расчёт освещения методом светового потока.

I.	ВЫБОР СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Для производственных помещений всех назначений применяются системы общего (равномерного или локализованного) и комбинированного (общего и местного) освещения. Выбор между равномерным и локализованным освещением проводится с учётом особенностей производственного процесса и размещения технологического оборудования. Система комбинированного освещения применяется для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы. Применение одного местного освещения на рабочих местах не допускается.
В данном расчётном задании для всех помещений рассчитывается общее равномерное освещение.

2. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания.
Для общего освещения, как правило, применяются газоразрядные лампы как энергетически более экономичные и обладающие большим сроком службы. Наиболее распространёнными являются люминесцентные лампы. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), тёплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ) . Наиболее широко применяются лампы типа ЛБ. При повышенных требованиях к передаче цветов освещением применяются лампы типа ЛХБ, ЛД, ЛДЦ. Лампа типа ЛТБ применяется для правильной цветопередачи человеческого лица.
Основные характеристики люминестцентных ламп приведены в таблице 1.
Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления) в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления, например, лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) и др., которые необходимо использовать для освещения более высоких помещений (6-10м).
Таблица 1
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

Мощ-ность,
Вт

Напряже-ние сети,
В

Напряже-
ние на лампе, В

Ток лампы, А

Световой поток, лм

| | | | ЛДЦ | ЛД | ЛХБ | ЛБ | ЛТБ

15
20
30
40
80
125

127
127
220
220
220
220

54
57
104
109
102
120

0,33
0,37
0,36
0,43
0,67
1,25

600
850
1500
2200
3800
-

700
1000
1800
2600
4300
-

800
1020
1940
3100
5200
-

835
1200
2180
3200
5400
6500

820
1100
2020
3150
5200
-

Использование ламп накаливания допускается в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности применения газоразрядных ламп.

3. ВЫБОР СВЕТИЛЬНИКОВ И ИХ РАЗМЕЩЕНИЕ

	При выборе типа светильников следует учитывать светотехнические требования, экономические показатели, условия среды.
	Наиболее распространёнными типами светильников для люминесцентных ламп являются:
Открытые двухламповые светильники типа ОД, ОДОР, ШОД, ОДО, ООД – для нормальных помещений с хорошим отражением потолка и стен, допускаются при умеренной влажности и запылённости.
Светильник ПВЛ – является пылевлагозащищённым, пригоден для некоторых пожароопасных помещений: мощность ламп 2х40Вт.
Плафоны потолочные для общего освещения закрытых сухих помещений: 
Л71Б03 – мощность ламп 10х30Вт; 
Л71Б84 – мощность ламп 8х40Вт.
Основные характеристики светильников с люминесцентными лампами приведены в таблице 2.
Размещение светильников в помещении определяется следующими размерами, м:
Н – высота помещения;
h_c – расстояние светильников от перекрытия (свес);
h_n = H - h_c – высота светильника над полом, высота подвеса;
h_p – высота рабочей поверхности над полом; 
h =h_n – h_p – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.
Для создания благоприятных зрительных условий на рабочем месте, для борьбы со слепящим действием источников света введены требования ограничения наименьшей высоты светильников над полом (табл.3);
L – расстояние между соседними светильниками или рядами (если по длине (А) и ширине (В) помещения расстояния различны, то они обозначаются L_A и L_B),
l – расстояние от крайних светильников или рядов до стены.
Таблица 2
Основные характеристики некоторых светильников
 с люминесцентными лампами

Тип светиль-ника

Количество и мощность
лампы

Область применения

Размеры, мм

КПД
%

| | | Длина | Ширина | Высота |

ОД  – 2-30
ОД  – 2-40
ОД  – 2-80
ОД  – 2-125
ОДО – 2-40
ОДОР-2-30
ОДОР-2-40
АОД  -2-30
АОД  -2-40
ШОД -2-40
ШОД -2-80
Л71БОЗ
ПВЛ

2  х30
2  х40
2  х80
2  х125
2  х40
2  х30
2  х40
2  х30
2  х40
2  х40
2  х80
10х30

Освещение производ-ственных помещений с нормальными усло-виями среды

Для пожароопасных помещений с пыле-и влаговыделениями

933
1230
1531
1528
1230
925
1227
945
1241
1228
1530
1096

204
266
266
266
266
265
265
255
255
284
284
1096

156
158
198
190
158
125
155
-
-
-
-
187

75
75
75
75
75
75
75
80
80
85
83
45

| | | Аналогично ОД

Оптимальное расстояние l от крайнего ряда светильников до стены рекомендуется принимать равным L/3.
Наилучшими вариантами равномерного размещения светильников являются шахматное размещение и по сторонам квадрата (расстояния между светильниками в ряду и между рядами светильников равны).
При равномерном размещении люминесцентных светильников последние располагаются обычно рядами – параллельно рядам оборудования. При высоких уровнях нормированной освещённости люминисцентные светильники обычно располагаются непрерывными рядами, для чего светильники сочленяются друг с другом торцами.
Интегральным критерием оптимальности расположения светильников является величина λ = L/h, уменьшение которой удорожает устройство и обслуживание освещения, а чрезмерное увеличение ведёт к резкой неравномерности освещённости. В таблице 4 приведены значения λ для разных светильников.

Таблица 3

Наименьшая допустимая высота подвеса светильников
 с люминесцентными  лампами

Тип светильника | Наименьшая допустимая высота подвеса над полом, м

Двухламповые светильники ОД, ОДР, ОДО, ОДОР при одиночной установке или при непрерывных рядах из одиночных светильников
Двухламповые светильники ОД, ОДР, ОДО, ОДОР при непрерывных рядах из сдвоенных светильников
Двухламповые светильники ШЛД, ШОД
Двухламповые уплотнённые светильники ПВЛ

3,5

4,0
2,5
3,0

Таблица 4

Наивыгоднейшее расположение светильников

Наименование светильников |

Люминисцентные с защитной решёткой ОДР, ОДОР, ШЛД, ШОД
Люминесцентные без защитной решётки типов ОД, ОДО
Светильники ПВЛ

1,1 – 1,3
1,4
1,5

Расстояние между светильниками L определяется как:
L = λ ⋅ h

Необходимо изобразить в масштабе в соответствии с исходными данными план помещения, указать на нём расположение светильников (см. рис. 1)  и определить их число.

4. ВЫБОР НОРМИРУЕМОЙ ОСВЕЩЁННОСТИ

Основные требования и значения нормируемой освещённости рабочих поверхностей изложены в СНиП 23-05-95. Выбор освещённости осуществляется в зависимости от размера объёма различения (толщина линии, риски, высота буквы), контраста объекта с фоном, характеристики фона. Необходимые сведения для выбора нормируемой освещённости производственных помещений приведены в таблице 5.

Таблица 5

Нормы освещённости на рабочих местах производственных помещений
 при искусственном освещении (по СНиП 23-05-95)

Характеристика зрительной работы

Наименьший размер объекта различения,
мм

Разряд зритель-ной работы

Подразряд зрительной работы

Контраст объекта с фоном

Характе-ристика фона

Искусственное освещение

| | | | | | Освещённость, лк
| | | | | | При системе комбинированного освещения | при системе общего освещения
| | | | | | всего | в том числе от общего |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Наивысшей точности

Менее 0,15

I

а

Малый

Темный

5000 4500

500
500

—
—

| | | б | Малый Средний | Средний Тёмный | 4000 3500 | 400 400 | 1250 1000
| | | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Тёмный | 2500 2000 | 300 200 | 750 600
| | | г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 1500 1250 | 200 200 | 400 300

Очень
высокой
точности

От 0,15
до 0,30

II

а

Малый

Тёмный

4000
3500

400
400

-
-

| | | б | Малый Средний | Средний Тёмный | 3000 2500 | 300 300 | 750 600
| | | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Тёмный | 2000 1500 | 200 200 | 500 400
| | | г | Средний Большой « | Светлый Светлый Средний | 1000 750 | 200 200 | 300 200

Высокой точности

Св. 0,30 
до 0,50

III

а

Малый

Тёмный

2000
1500

200
200

500
400

| | | б | Малый Средний | Средний Тёмный | 1000 750 | 200 200 | 300 200
| | | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Тёмный | 750 600 | 200 200 | 300 200
| | | г | Средний Большой « | Светлый « Средний | 400 | 200 | 200

Продолжение таблицы 5

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9

Средней
точности

Св. 0,5
до 1,0

IV

а

Малый

Тёмный

750

200

300

| | | б | Малый Средний | Средний Темный | 500 | 200 | 200
| | | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 400 | 200 | 200
| | | г | Средний Большой « | Светлый « Средний | — | — | 200

Малой
точности

Св. 1
до 5

V

а

Малый

Темный

400

200

300

| | | б | Малый Средний | Средний Темный | — | — | 200
| | | в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | — | — | 200
| | | г | Средний Большой « | Светлый « Средний | — | — | 200
Грубая (очень малой точности) | Более 5 | VI | | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 200

5. РАСЧЁТ ОБЩЕГО РАВНОМЕРНОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Расчёт общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента светового потока, учитывающим световой поток, отражённый от потолка и стен.
Световой поток лампы накаливания или группы люминесцентных ламп светильника определяется по формуле:
Ф = Е_н ⋅ S ⋅ K_з ⋅ Z *100/ (n ⋅ η),
где Е_н – нормируемая минимальная освещённость по СНиП 23-05-95, лк;
S – площадь освещаемого помещения, м^2;
K_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника (источника света, светотехнической арматуры, стен и пр., т.е. отражающих поверхностей), (наличие в атмосфере цеха дыма), пыли (табл. 6);
Z – коэффициент неравномерности освещения, отношение Е_ср./Е_min. Для люминесцентных ламп при расчётах берётся равным 1,1;
n – число светильников;
η - коэффициент использования светового потока, %.
	Коэффициент использования светового потока показывает, какая часть светового потока ламп попадает на рабочую поверхность. Он зависит от индекса помещения i, типа светильника, высоты светильников над рабочей поверхностью h и коэффициентов отражения стен ρ_с и потолка ρ_n.
	Индекс помещения определяется по формуле
i = S/ h(A+B) 
	Коэффициенты отражения оцениваются субъективно (табл. 7).
	Значения коэффициента использования светового потока η светильников с люминесцентными лампами для наиболее часто встречающихся сочетаний коэффициентов отражения и индексов помещения приведены в таблице 8.
Рассчитав световой поток Ф, зная тип лампы, по таблице 1 выбирается ближайщая стндартная лампа и определяется электрическая мощность всей осветительной системы. Если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 ÷+20%), то корректируется число светильников n либо высота подвеса светильников.
При расчете люминесцентного освещения, если намечено число рядов N, которое подставляется в формулу вместо n, под Ф следует подразумевать световой поток светильников одного ряда. Число светильников в ряду n определяется как 
n = Ф/Ф_1,
где Ф_1 – световой поток одного светильника.
Таблица 6
Коэффициент запаса светильников люминесцентными лампами

Характеристика объекта | Коэффициент запаса

Помещения с большим выделением пыли
Помещения со средним выделением пыли
Помещения с малым выделением пыли

2,0
1,8
1,5

Таблица 7
Значение коэффициентов отражения потолка и стен

Состояние потолка | ρ_n,% | Состояние стен | ρ_ст,%

Свежепобеленный
Побеленный, в сырых помещениях
Чистый бетонный
Светлый деревянный (окрашенный)
Бетонный грязный
Деревянный неокрашенный
Грязный (кузницы, склады)

70
50
50

50
30
30
10

Свежепобеленные с окнами, закрытыми шторами
Свежепобеленные с окнами без штор
Бетонные с окнами
Оклеенные светлыми обоями
Грязные
Кирпичные неоштукатуренные
С тёмными обоями

70

50

30
30
10
10
10

Таблица 8
Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами

Тип светильника

ОД и ОДЛ

ОДР

ОДО

ОДОР

Л71БОЗ
ОЛ1Б68

ρ_n, % | 30 | 50 | 70 | 30 | 50 | 70 | 30 | 50 | 70 | 30 | 50 | 70 | 30 | 50 | 70
ρ_с, % | 10 | 30 | 50 | 10 | 30 | 50 | 10 | 30 | 50 | 10 | 30 | 50 | 10 | 30 | 50
i | Коэффициенты использования, %

0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0

23
30
35
39
42
44
46
48
50
52
55
57
59
60
61
63
64

26
33
38
41
44
46
48
50
52
55
57
59
61
62
64
65
66

31
37
42
45
48
49
51
53
56
58
60
62
64
66
67
68
70

21
27
32
35
38
40
41
43
45
47
50
52
53
54
56
57
58

24
30
35
37
40
42
43
45
48
50
52
54
55
56
57
58
60

28
34
38
41
43
45
46
48
51
53
54
56
58
60
61
62
63

21
27
32
36
39
41
42
44
46
49
51
53
55
56
58
59
60

25
31
36
39
42
44
46
48
50
52
55
57
58
60
62
63
64

30
36
41
44
46
48
50
52
55
58
60
62
64
66
67
68
70

18
23
27
30
32
34
36
38
40
42
43
45
47
48
49
50
51

21
27
31
33
36
38
39
41
43
45
47
49
50
52
53
54
56

26
32
35
38
40
42
43
45
47
50
52
54
56
58
59
60
62

14
18
21
23
25
26
27
29
30
31
33
34
35
36
37
38
38

16
20
23
25
27
28
29
30
31
33
34
35
36
37
38
39
40

19
22
25
27
29
30
31
32
34
35
36
37
39
40
40
41
42

Продолжение табл. 8

Тип светильника | АОД и ШОД | ПВЛ - I
ρ_n, % | 50 | 50 | 70 | 70 | 30 | 30 | 50 | 70
ρ_с, % | 30 | 50 | 50 | 70 | 10 | 30 | 50 | 70
i | Коэффициенты использования, %

0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0

19
24
28
30
32
34
35
37
39
41
43
45
46
48
50
51
52

22
27
31
33
35
36
38
40
42
44
46
48
49
50
52
53
55

24
29
33
36
38
40
41
43
46
48
50
51
54
56
57
59
60

30
36
39
42
44
45
46
48
51
53
55
56
58
59
60
62
63

14
18
20
24
26
29
33
35
37
40
42
43
45
48
50
51
53

10
13
16
18
20
22
24
26
29
31
33
35
37
39
41
43
45

13
17
20
22
24
26
28
30
33
36
38
40
41
43
45
47
49

17
22
25
28
30
32
34
36
39
42
44
45
47
49
51
52
54

		  
							   L/3 

   L/3
							   L

							  L

			25-50см

													   В

							 А

Рис.1. План помещения и размещения светильников с люминесцентными лампами

Литература

1.	Долин П.А. Справочник по технике безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 800 с.
2.	Кнорринг Г.М. Осветительные установки. – Л.: Энергия, 1981. – 412 с.
3.	Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга. – СПб.: Энергоатомиздат, 1992. – 448 с.