3.7. Освітлювальні прилади (ОП)

 

            Основне призначення світильників полягає в перерозподілі світлового потоку джерел світла в необхідні для освітлювальних установок напрямках і захисті ламп, оптичних елементів і електричних апаратів світильників від впливів навколишнього середовища.

            Здійснюваний світильниками перерозподіл світлового потоку ламп неминуче пов'язаний із частковими втратами світлового потоку, і важливою (хоча невирішальною) характеристикою світильників є їхній коефіцієнт корисної дії, тобто відношення потоку світильника до потоку встановленої в ньому лампи.

            Світильники розділяються на класи за світлорозподілом залежно від відношення світлового потоку, випромінюваного світильником у нижню півсферу Ф, до загального потоку світильника Фсв (табл. 3.2).

 

            Таблиця 3.2 – Класи світильників за світлорозподілом

Позначення класів світильників    Найменування класів світильників за світлорозподілом           Ф /Фсв ,

%

П         Світильники прямого світла          Ф /Фсв > 80

Н         Світильники переважно прямого світла  60 < Ф /Фсв ≤ 80

Р          Світильники розсіяного світла      40 < Ф /Фсв ≤ 60

В         Світильники переважно відбитого світла            20 < Ф /Фсв ≤ 40

О         Світильники відбитого світла        Ф /Фсв ≤ 20

 

            Випромінюваний у даній півсфері потік може бути по-різному розподілений у просторі. Його розподіл за окремими напрямками простору характеризується кривими сили світла (КСС), причому особливе значення мають ці криві для нижньої півсфери. Напрямок сили світла у просторі задається меридіональним кутом  і азимутом  (рис. 3.4). Якщо для всіх меридіональних площин світлорозподіл однаковий, то він називається круглосиметричним і визначається однією меридіональною кривою. У багатьох випадках, наприклад у більшості світильників з горизонтально розміщеними трубчастими лампами, світлорозподіл має дві площини симетрії й характеризується поздовжньою й поперечною (стосовно осі ламп) кривими сили світла. У загальному випадку, тобто при несиметричному світлорозподілі, він характеризується кривими сили світла в декількох меридіональних площинах.

            За формою кривої сили світла світильники діляться на 7 класів (рис. 3.5). Основною ознакою, що визначає тип кривої світлорозподілу світильника, є коефіцієнт форми Kф:

 

де Imax – максимальне значення сили світла світильника; Iсер – середньоарифметичне значення сили світла світильника.

            Класифікація світильників за світлорозподілом у просторі й криві сили світла ДСТ 13677-82 наведені в табл. 3.3.

            Велике значення для обмеження засліпленості, що створюється світильниками, має захисний кут  (рис. 3.6), який створюється відбивачем, а у світильниках з люмінесцентними лампами – також планками екрануючої решітки.

 

            Таблиця 3.3 – Типи кривих сил світла

Позначення типу кривої сили світла        Тип кривої сили світла        Зона напрямків максимальної сили світла, град.

К         Концентрована         0 – 15

Г          Глибока         0 – 30; 180 – 150

Д         Косинусна     0 – 35; 180 – 145

Л         Напівширока 35 – 55; 145 – 125

Ш        Широка          55 – 85; 125 – 95

М        Рівномірна     0 – 90; 180 – 90

С         Синусна         70 – 90; 110 – 90

 

 

            Вибір ОП для освітлення промислових підприємств здійснюється з урахуванням багатьох умов. Найважливішим світлотехнічним параметром ОП є його КСС. Економічність загального освітлення виробничих приміщень дуже сильно залежить від правильного вибору ОП за світлорозподілом. Використання ОП з неефективною для наявної висоти підвісу й прийнятою схемою розміщення призводить до перевитрати електроенергії на 30-35%. На основі аналізу багатоваріантного розрахунку ОУ виробничих приміщень на ЕОМ, виконаного для промислових споруд із різними будівельними рішеннями, і при використанні ОП з різними типовими класифікаційними КСС були побудовані енергетично вигідні області застосування ОП, що масово випускаються з різними КСС. У практиці проектування наближена перевірка ефективності вибору ОП за світлорозподілом (для ОУ загального рівномірного освітлення) може бути проведена за допомогою спрощеного критерію економічності ОП, застосування якого припускає оцінку співвідношення відстані L між сусідніми ОП (або їхніми рядами) до висоти h установки ОП над розрахунковою поверхнею й зіставлення отриманих значень із рекомендованими для кожного типу КСС відповідно доДСТ 17677-82 (табл. 3.4)

 

            Таблиця 3.4 – Рекомендовані та найбільш припустимі значення L/h для ОП з різними КСС, що забезпечують рівномірність освітлення

Тип КСС        Значення L/h

            рекомендоване         найбільш припустиме

К         0,4-0,7 0,9

Г          0,8-1,2 1,4

Д         1,2-1,6 2,1

Л         1,4-2,0 2,3

М        1,8-2,6 3,4

 

            Допускається зменшення рекомендованих співвідношень L/h, якщо це обумовлено конструкцією перекриття, а також у випадках, коли це необхідно для забезпечення нормованих значень показника засліпленості й коефіцієнта пульсації або при найменшому рекомендованому значенні  L/h і найменшої можливої потужності не забезпечується нормована освітленість.

            Якщо тип КСС невідомий, середнє рекомендоване співвідношення  можна приблизно визначити за формулою

 

,

 

де  – світловий потік ОП у нижню півсферу (для ОП із ЛЛ умовно розраховується по поперечній КСС);  – осьова сила світла ОП.

            Розміщення ОП. При розміщенні ОП у виробничих приміщеннях необхідно враховувати такі основні умови: створення нормованої освітленості найбільш економічним шляхом; дотримання вимог до якості освітлення (рівномірність, напрямок світла, обмеження тіней, пульсації освітленості, а також пряма й відбита блискість); безпечний і зручний доступ для обслуговування; найменша довжина й зручність монтажу групової мережі; надійність кріплення ОП.

            Для підвищення економічності рішень ОУ можуть використовуватися як рівномірні, так і нерівномірні схеми розміщення ОП. При трьох і більше рядах ОП у прольоті перевагу варто віддавати схемам з розрідженими центральними рядами. Якщо ОУ виконана ОП із ЛЛ, то при суцільному розміщенні ОП у крайніх рядах у середніх їх доцільно розташовувати з розривами, що дозволяє знизити нерівномірність і забезпечити нормовану освітленість при меншій установленій потужності.

 

            При виборі місця й способу установки ОП необхідно зважати на будівельні особливості приміщень, їхню висоту, наявність кранового й транспортного устаткування. У багатьох приміщеннях виробничих будинків є мостові крани, що затінюють установлені вище них ОП загального освітлення, що знижує освітленість у зоні розміщення крана. У цьому випадку під мостом крана необхідно встановлювати ОП підкранового освітлення, що живляться від силової мережі крана.

            Промислові ОУ живляться від трансформаторів, на шинах яких підтримуються постійні рівні напруги, необхідні для ДС. Для аварійного й евакуаційного освітлення повинна забезпечуватися необхідний ПУЕ ступінь надійності й безперебійності електропостачання. Електроустаткування, що застосовується в ОУ, і освітлювальні мережі повинні відповідати умовам навколишнього середовища, забезпечувати вибухо-, пожежо- і електробезпечність, мати в необхідних випадках захист від механічних ушкоджень. Система керування освітленням повинна бути зручною для експлуатації.

            У виробничих приміщеннях з недостатнім за нормами природним освітленням або без нього в необхідних випадках передбачають установки ультрафіолетового еритемного опромінення тривалої або короткочасної дії.

            Для виробничих приміщень за необхідності створення освітленості в горизонтальній площині найбільш доцільні світильники прямого світла (класу П, табл. 3.2), а в приміщеннях із світлою стелею й стінами – світильники переважно прямого світла (класу Н). Чим вище приміщення й більш нормована освітленість, тим більш концентровані криві сил світла повинні мати світильники. Для дуже високих приміщень найбільш вигідні світильники з концентрованою кривою типу К (табл. 3.3) і в міру зменшення висоти – із кривими Г і Д.

            У приміщеннях, де робочі поверхні перебувають у довільно розміщених вертикальних площинах, застосовуються світильники розсіяного світла (класу Р) з напівширокою (Л) або рівномірною (М) кривими сил світла. Якщо ж вертикально розміщені робочі поверхні перебувають по один бік від ряду світильників (наприклад, складальні конвеєри автомобільних заводів), варто вибирати світильники спеціального однобічного світлорозподілу або встановлювати в похилому положенні світильники із кривими типу Г або Д.

            У деяких виробничих приміщеннях характер зорових робіт вимагає створення достатніх освітленостей від загального освітлення як у горизонтальній, так і довільно орієнтованих похилих і вертикальних площинах. У цих умовах необхідно прагнути до можливого зближення освітленостей у різних площинах. При виборі світлорозподілу світильників для таких приміщень необхідно враховувати, що відношення вертикальної освітленості до горизонтальної максимальне при кривій сил світла типу К, зменшується при кривих типів Г і Д і є найбільш сприятливим при кривих типів  М  та  Л.

            Для освітлення адміністративно-конторських приміщень і лабораторій, як правило, використовуються світильники прямого й розсіяного світла (класів Н, Р) із кривими сил світла типів Д  і  Л.

            Світильники переважно відбитого (класу В) і відбитого світла (класу О) у виробничих спорудах, як правило, не застосовуються. Вони використовуються в основному в установах архітектурного освітлення громадських будинків. Для внутрішнього освітлення практично не застосовуються світильники із кривою Ш, які застосовні для зовнішнього освітлення.

            При проектуванні освітлювальних установок виявлення найбільш доцільного варіанта світлорозподілу світильників і типів джерел світла може виконуватися за найбільшим значенням добутку коефіцієнта використання світильника для даного приміщення на світлову віддачу джерела світла.

            Клас світлорозподілу світильників, тип і форма кривої сили світла, як правило, зазначаються в каталожних і довідкових матеріалах світильників. Необхідно мати на увазі, що форми кривих сил світла для конкретних типів світильників можуть трохи відрізнятися від типових кривих, але при цьому позначення типу кривої у каталогах не змінюється.