Освещение производственных цехов. Санитарные правила для механических цехов (обработка металлов резанием)

К ремонтным относят:

  • ремонтно-механические, ремонтно-монтажные, а также цехи металлоконструкций ремонтных блоков и строительных баз;
  • деревообрабатывающие цехи ремонтных блоков и строительных баз;
  • литейные цехи ремонтных блоков и строительных баз;
  • энеpгoремонтные (электроремонтные) цехи;
  • окрасочные цехи ремонтных блоков и строительных баз.

Рекомендуемые значения освещенностей для ремонтных цехов, ремонтных блоков и строительных баз приняты по отраслевым нормам искусственного освещения основных цехов станкостроительной и инструментальной промышленности.

Следует предусматривать в литейных цехах (места выпуска металла из печи или вагранки, плавильно-заливочное отделение), термических цехах (участки работы с кислотами, расплавленными солями и на газовых установках), в цехах металлопокрытий (участки ванн). На остальных участках устраивается эвакуационного освещение, предусматриваемое по линии основных проходов помещений, где работает более 50 человек.

Переносное освещение для ремонта, наладки и осмотра оборудования устраивается во всех помещениях ремонтных цехов. Допускается при наличии металлообрабатывающих станков, имеющих в комплекте местное освещение, использовать для питания переносных осветительных приборов (ОП) выводы низкого напряжения станков.

Напряжение переносного освещения принимается в зависимости от напряжения местного освещения станков или переносного освещения по объекту в целом 40 и 24 В. В помещениях, где происходит сварка емкостей с нахождением сварщика внутри емкости, напряжение переносного освещения не должно превышать 12 В. Такое же напряжение принимается при работах внутри вагранок, бункеров и других емкостей литейных цехов.

Во всех основных помещениях ремонтных цехов рекомендуется устройство дежурного освещения для уборки и охраны помещений. В качестве дежурного освещения целесообразно использование эвакуационного освещения (ЭО) и аварийного освещения (АО).

Для общего освещения ремонтных цехов следует применять разрядные лампы (ЛЛ, ДРЛ, МГЛ), а в отдельных случаях НЛВД. Люминесцентные лампы следует применять, как правило, в помещениях небольшой высоты (до 6-8 м). В крановых пролетах высотой более 6-8 м следует применять РЛВД.

Лампы накаливания применяются в соответствующих технико-экономически обоснованных случаях, в основном в качестве дежурного, переносного и местного освещения, в небольших взрывоопасных помещениях, для АО и ЭО при использовании в качестве рабочего освещения РЛВД.

Если при наличии опорных мостовых кранов обслуживание светильников в пролетах ремонтных цехов обычно не вызывает затруднений, то при наличии подвесных кран-балок в проекте должна быть предусмотрена возможность обслуживания верхнего общего освещения. Для этого необходимо выдать задание организации - генеральному проектировщику на учет в проекте напольных передвижных устройств, задания организации, проектирующей строительную часть, на устройство светотехнических мостиков, устройство силами эксплуатации на подвесных кран-балках съемных люлек, установку специальных прицепных кран-балок с площадками для обслуживания светильников и т.д.

В помещениях небольшой ширины (до 9 м) допускается установка ОП на стенах (как правило, светильников с ЛЛ) ниже подкрановых путей, с обслуживанием ОП с приставных лестниц и стремянок.

В условиях ремонтных цехов (механических, электроремонтных и т.п.) применяется преимущественно система комбинированного освещения, где местное освещение на верстаках, монтажных столах позволяет существенно повысить освещенность, создать необходимое направление света, обеспечить освещение внутренней поверхности изделий, экранированной от общего освещения, создать благоприятное распределение яркости в рабочей зоне.

Применение местного освещения позволяет увеличивать производительность труда, а нередко и снижать брак выпускаемой продукции. При этом наблюдается, как правило, резкое снижение расхода электроэнергии и капитальных затрат на монтаж освещения.

При системе комбинированного освещения освещенность рабочей поверхности, создаваемой светильниками общего освещения, должна составлять не менее 10 % нормируемой для комбинированного освещения при тех источниках света, которые применяют для местного освещения. При этом освещенность от общего освещения в системе комбинированного освещения должна быть не менее 150 и не более 500 Лк при использовании для общего освещения РЛ и соответственно не менее 50 и не более 100 Лк - при ЛН.

В помещениях без естественного света освещенность, создаваемая светильниками общего освещения в системе комбинированного освещения, может иметь большие значения, чем вышеприведенные.

Освещенность, которая должна быть обеспечена на рабочем месте светильниками местного освещения, определяется как разность между нормируемой освещенностью и освещенностью, обеспечиваемой светильниками общего освещения в системе комбинированного.

Для ограничения прямой блескости светильников местного освещения регламентируется минимально необходимый защитный угол, который для перемещающихся по высоте светильников должен быть не менее 30° (при отражателях из непросвечивающих материалов) и не менее 10° в прочих случаях. Так как ослепленность может возникнуть не только из-за прямой, но и из-за отраженной блескости, то должны быть приняты меры для ограничения последней.

При работе с блестящими изделиями (например, металлическим листом) целесообразно использовать установки, представляющие собой большие светящиеся поверхности, перекрытые светорассеивающим материалом и располагать их в соответствии со схемой рис. 1, а. Яркость светящей поверхности светильника местного освещения должна находиться в пределах 2500-4000 кд/м2.


Рис. 1. Расположение светильника, рабочей поверхности и глаз работающего, обеспечивающее снижение отраженной блескости при работах: а - с металлами или светлыми пластмассами; б - с темными блестящими материалами, а также с диффузными поверхностями, перекрытыми прозрачным материалом, либо с поверхностями с направленно рассеянным или смешанным отражением; 1 - глаз работающего; 2 - направление линии зрения работающего; 3 - светящая поверхность; 4 - блестящая рабочая поверхность; 5 - темная блестящая рабочая поверхность или диффузная рабочая поверхность, перекрытая слоем прозрачного материала

При работах с темными блестящими изделиями из пластмассы, керамики, при работах, требующих различения диффузно отражающих объектов на диффузном фоне, при работах с объектами различения и рабочими поверхностями, обладающими смешанным отражением необходимо располагать светильники местного освещения по схеме рис. 1, б.

В целях снижения пульсации светового потока РЛ при частоте 50-60 Гц необходимо использовать антистробоскопические схемы (например, двухламповые светильники, схемы которых обеспечивают сдвиг фаз между токами, питающими разные лампы, на угол 90 ±40°). Светильники местного освещения, как правило, должны удовлетворять жестким требованиям стойкости к вибрации, линейным и ударным нагрузкам.

В зависимости от расположения однотипных рабочих мест местное освещение может быть выполнено индивидуальным или групповым способом. В первом случае каждое рабочее место комплектуется своим индивидуальным светильником, во втором группа или линия рабочих мест комплектуется единой ОУ местного освещения.

При выборе источников света для местного освещения исходят из следующего: лампы накаливания предпочтительнее там, где необходим легкоподвижный светильник, требуется освещение внутренних полостей обрабатываемых деталей, недопустимы радиопомехи, велика опасность поражения электрическим током. Для освещения же большинства рабочих мест целесообразно использовать светильники с ЛЛ. Применение ЛЛ необходимо в ряде случаев и по соображениям ограничения отраженной блескости при работе с большими по площади зеркально отражающими рабочими поверхностями.

Схемы установки и крепления светильников: а - при прокладке вдоль балок, б - на стене, в - на металлоконструкции, г - на стойке, д - на подвесе, е - на кронштейне, ж - при открытой прокладке кабеля по нижнему попсу фермы, з - при тросовой прокладке кабеля, 1 - ответвительная коробка, 2 - труба (подвес или кронштейн) , 3 - светильник, 4 - швеллер, 5 - металлическая стойка, 6 - ответвительная коробка У-409, 7 - трос.

Станочные операции . Все металлорежущие станки должны иметь местное освещение, входящее, как правило, в комплект станка. Основным объектом является зона резания и пульт управления. Зрительные задачи связаны с контролем правильности установки и закрепления детали и режущего инструмента, считыванием чертежа и проверкой качества выполнения операции резания.

Все станочные светильники должны выдерживать механические нагрузки, соответствующие группе условий эксплуатации М8 по ГОСТ 17516-72. Специфичным требованием к освещению многих металлорежущих станков является необходимость ограничения отраженной блескости. Контролируемый объект может находиться в любой плоскости, что определяет целесообразность применения легкоподвижных светильников.

При использовании для охлаждения режущего инструмента водоэмульсионной жидкости необходимо брызгозащищенное исполнение светильников. Для больших металлообрабатывающих станков обычно устанавливают несколько светильников местного освещения, для небольших металлорежущих, а также полировальных и шлифовальных станков удобно использовать малогабаритный светильник с ЛЛ типа ЛКС01.

Наличие рассеивателя из органического стекла создает невысокую яркость выходного отверстия светильника, что важно при работе с блестящими поверхностями, а брызгозащищенное исполнение обеспечивает защиту от проникновения внутрь светильника водоэмульсионной жидкости.

Деревообрабатывающие станки характеризуются тем, что размеры обрабатываемых на них изделий сравнительно большие, это определяет, как правило, отказ от местного освещения и замену его общим равномерным или локализованным освещением. Если же местное освещение все же необходимо, то его выполняют с помощью одного или двух светильников типа НКП. В отдельных случаях взамен их используют светильники, не предназначенные специально для местного освещения (ЛСП16, ЛСП22, ЛСП18 и др.).

Для освещения прессов используют светильники с ЛН НВП01 (встраиваемые) и НКП01 (пристраиваемые). Местное освещение малых прессов может быть решено пристраиванием светильников НКС01, укрепленных для амортизации на резиновых прокладках.

Слесарные работы . На слесарном верстаке необходимо обеспечить хорошее освещение трех рабочих зон: горизонтальной поверхности верстака (разметка деталей, керновка и т.п.); плоскости чертежа, закрепленного вертикально на стене или заградительной сетке; поверхности обрабатываемой детали, зажатой в тисках, которую надо высвечивать с разных сторон.

Светильники, которые могли бы одновременно хорошо осветить все три зоны верстака, не существуют. Наиболее удачным решением следует считать одновременное использование двух светильников.

Для освещения больших плоскостей устанавливается мощный светильник с ЛЛ (например, МЛ-2х40), второй светильник обеспечивает направленное освещение детали в тисках. Это может быть светильник с ЛН (например, НКС01) .

Разметочно-лекальные работы . Зрительные работы на разметочных плитах требуют высокой видимости для обнаружения меток малых размеров. Для снижения яркости отраженных бликов при разметке блестящих изделий используются светильники с большой площадью и малой яркостью выходного отверстия, т.е. светильники с ЛЛ, перекрытые светорассеивающим материалом. Когда устройство местного освещения конструктивно затруднительно или невозможно, создается общее локализованное освещение.

Особенностью разметочных и лекальных работ является необходимость обнаружения зазора между шаблоном и деталью, что обеспечивается освещением "на просвет" (путем установки дополнительного вертикального экрана).

При ручной подаче небольших изделий светильник местного освещения можно разместить низко над рабочей поверхностью и жестко прикрепить к столу. Использование сдвоенных светильников позволяет обеспечить необходимую освещенность.

При работе с блестящими изделиями применяют перекрытые светорассеивающим стеклом светильники. Когда изделия подаются с помощью подъемно-транспортных механизмов, в качестве светильников местного освещения используют передвижные и переносные светильники, число и мощность которых определяется размерами плит. При локализованном освещении разметочных плит применяют также линии светильников-кососветов, располагаемых за спиной работающего.

Сборочные работы . В зависимости от размерив собираемых узлов и деталей в зоне сборки необходимо создавать различные освещенности. Сборка изделий малых размеров, как правило, относится к работам высокой и очень высокой точности, сборка изделий средних размеров - к работам средней точности, сборка изделий крупных размеров к работам малой точности.

Освещение мест сборки изделий средних размеров аналогично освещению слесарных работ. При сборке крупных изделий необходимая освещенность обычно обеспечивается светильниками общего (локализованного или равномерного) освещения, при сборке мелких изделий местное освещение может быть реализовано с помощью светильника ЛНП01-2х30, и в отдельных случаях (когда работы ведутся внутри объема изделия) - с помощью светильников НКС01.

В электроремонтных цехах, где большую долю составляют мелкие электромонтажные работы, местное освещение может состоять из одного или двух светильников направленного света, имеющих много степеней свободы (ЛНП01, НКС01, НКП02). Энергоремонтные (электроремонтные) цехи. Классификация помещений энергоремонтных цехов по пожаро- и взрывоопасности приводится в нормах технологического проектирования энергоремонтных цехов, в частности, в общесоюзных нормах проектирования цехов для машиностроительных предприятий (ОНТП-01-78).

Наименования помещений даны как одни из возможных и могут изменяться. Так, разборочно-очистное отделение может называться разборочно-промывочным, разборочно-дефектовочным и т.п. При применении на отдельных рабочих местах органических растворителей эти зоны могут иметь взрыво- или пожароопасную среду: так, при протирке деталей бензином, керосином, уайт-спиритом взрывоопасная зона класса В-1a находится в радиусе 5 м от места работ, при протирке и промывке деталей тетрахлорэтиленом зона в радиусе 3 м является пожароопасной класса П-1.

При совмещении различных отделений в одном помещении принимается освещенность 300 Лк при системе общего освещения (разряд IIIб) и 1000 Лк - при системе комбинированного освещения.

Деревообрабатывающие цехи ремонтных блоков и строительных баз. Для освещения этих цехов преимущественно применяется система общего равномерного или общего локализованного освещения. Местное освещение в основном используется только в столярно-сборочном и пилоножеточном отделениях. В качестве источников света рекомендуются ЛЛ и РЛВД. В деревообрабатывающих цехах широко используются светильники ПВЛМ, ЛСП22, ЛСШ8, РСШЗ и т.п. Электропроводки выполняют в основном небронированными кабелями с негорючими оболочкой и изоляцией.

Окрасочные отделения ремонтных цехов и строительных баз. В качестве источников света принимаются преимущественно РЛ (светильники Н4Т4Л, Н4Т5Л, OWP-250, ОМР-250 и т.п.). Для небольших окрасочных участков могут быть использованы ЛН. В отдельных случаях освещенность при окраске может быть повышена в зависимости от класса покрытия окрашиваемых изделий. На местах контроля окрашенных изделий освещенность повышается до 300-400 Лк. Электропроводки, как правило, выполняют кабелем, пусковую аппаратуру и щитки выносят из взрывоопасных зон.

(5 votes, average: 4,60 out of 5)

Промышленное освещение и его проектирование на промышленных и производственных предприятиях - задача сложная и требует от разработчика проекта максимальной концентрации. Однако помимо применения общих принципов проектирования, промышленное освещение требует так же учёта ряда особенностей при выборе осветительной техники и мест её расположения.

Ошуркова Е. С.
Технический консультант ООО «БЛ ТРЕЙД»

В целом, проектировщику промышленного освещения необходимо изучить требования довольно большого пакета существующих норм и ГОСТ, как общих, так и специфических. В настоящий момент таковыми для промышленных помещений являются:

1. СП52.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП 23-05-95), свод правил «Естественное и искусственное освещение»;
2. СП 2.2.1.1312-03, санитарно-эпидемиологические правила „Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий“;
3. МГСН 2.06-99, «Московские городские строительные нормы. Естественное, искусственное и совмещённое освещение»;
4. ПУЭ, Правила устройства электроустановок;
5. ГОСТ 15597-82 «Светильники для производственных зданий. Общие технические условия»;
6. Отраслевые стандарты (если есть).

Первым шагом при проектировании освещения производственного помещения является определение разряда выполняемых зрительных работ. Далее, в зависимости от типа системы освещения - общее или комбинированное (общее + местное) - определяется необходимая горизонтальная освещённость на рабочей поверхности, максимальные показатель ослеплённости и коэффициент пульсаций освещённости.

Следующим шагом является выбор источника света - как по количественным светотехническим характеристикам (световой поток, потребляемая мощность, световая отдача), так и по качественным (спектральные характеристики, индекс цветопередачи). Пункт 7.3 СП 2.2.1.1312-03 гласит: «Для искусственного освещения следует использовать энергоэкономичные источники света, отдавая предпочтение при равной мощности источникам света с наибольшей световой отдачей и сроком службы». В пункте 10.12 того же документа указано: «При проектировании осветительных установок в помещениях, предназначенных для выполнения зрительных работ с высоким требованием к цветоразличению, следует выбирать источники света с высоким индексом цветопередачи (70 ед. ? Ra ? 90 ед.): газоразрядные источники света или светодиоды белого свечения с коррелированной цветовой температурой от 3500°K до 6000°K».

Промышленное освещение

В ассортименте промышленных светильников GALAD есть уже ставшая «классикой» модель ЖСП/ГСП51. В этом светильнике, помимо передвижного патрона позволяющего настраивать светораспределение и «подгонять» его под конкретный объект, есть ещё одна полезная особенность: универсальный узел крепления. Он позволяет одинаково легко крепить светильник на трос, трубу или крюк, что сильно расширяет возможности его применения.

Доступ к светильникам для ремонта и обслуживания

Помещения, в котором вы будете проектировать промышленное освещение, могут иметь самую разную конфигурацию: от цеха часовщиков (маленькая комната) до металлопрокатного цеха (огромный ангар). И в любом случае персонал должен иметь возможность почистить световые приборы и в случае необходимости провести замену или ремонт.

В большом цехе может быть кран-балка. Если кран-балка имеет кабину оператора (а не на радиоуправлении), то она может использоваться для обслуживания светильников с крыши кабины. Иначе, при высоте потолков более 5 м необходимо использовать специальные приспособления (вышки, туры и пр.), и выполнять обслуживание светильников по разряду высотных работ с соблюдением соответствующих мер.

В некоторых случаях при отсутствии кран-балки или иного удобного варианта доступа к светотехническому оборудованию может быть выгодным применение светодиодных светильников. Например, в помещении с высокими потолками, но с невысокой загрязнённостью, там, где не требуется частая чистка. Светодиодные светильники имеют высокий срок службы, им не требуется замена ламп, поэтому, проектируя промышленное освещение, стоит учитывать, что количество обслуживающих операций может быть сокращено.

Промышленное освещение: условия окружающей среды

В зависимости от выполняемых в цехе работ, там могут быть крайне разнообразные климатические условия. Высокая (или наоборот, очень низкая) температура воздуха, влажность, химические испарения кислот или солей, сильная загрязнённость пылью или частичками используемого в производстве сырья (бумага, ткань, опилки и прочее) - все эти факторы могут крайне неблагоприятно отразиться на «неподготовленном» для такой жизни светильнике.

Поэтому при выборе световых приборов для промышленного освещения цеха важно обращать внимание на их конструкцию и степень защиты. Светильник должен быть защищён от попадания внутрь мелких частиц и воды, иметь соответствующее климатическое исполнение, а материалы, из которых выполнены корпус и арматура, в случае особо агрессивной среды в помещении должны быть к ней устойчивы.

Например, в среднесортном цехе ООО «ЕвразСервис-Сибирь» промышленное освещение выполнено на светильника GALAD ЖСП51-400-011. Корпус светильника изготовлен из алюминия и устойчив к окислению и коррозии, защитное стекло - силикатное закалённое термостойкое, возможна комплектация стальной никелированной защитной решёткой, чтобы исключить механическое повреждение светильника.

Промышленное освещение: особенности электросетей

При использовании в проекте светодиодных светильников необходимо так же обращать внимание на электромагнитную совместимость (ЭМС) источников питания (ИП) светодиодов, входящих в состав светильника. ГОСТ Р 53390-2009 «Совместимость технических средств электромагнитная. Низковольтные источники питания постоянного тока. Требования и методы испытаний», устанавливает требования ЭМС к ИП с выходным напряжением постоянного тока до 200 В и мощностью до 30 кВт, подключаемым к источникам переменного и постоянного тока напряжением до 600 В. Очевидно, под эти требования попадает подавляющее большинство ИП для светодиодов. Ключевым моментом в данном ГОСТ является факт наличия двух различных норм индустриальных помех для источников питания:

6.1.1 Нормы индустриальных радиопомех класса Б.

Источники питания, соответствующие нормам индустриальных радиопомех класса Б, относят к Оборудованию класса Б. Оборудование класса Б предназначено для применения в жилых зонах. Нормы индустриальных радиопомех класса Б распространяются также на источники питания, устанавливаемые в коммерческих зонах и производственных зонах с малым энергопотреблением, если оборудование непосредственно подключают к распределительным электрическим сетям общего назначения, к которым подключены жилые здания.

6.1.2 Нормы индустриальных радиопомех класса А.

Источники питания, соответствующие нормам индустриальных радиопомех класса А, относят к оборудованию класса А. Оборудование класса А предназначено для установки в коммерческих зонах, производственных зонах с малым энергопотреблением и в промышленных зонах, где оборудование не подключают непосредственно к распределительным электрическим сетям общего назначения, к которым подключены жилые здания.

Нормы класса Б значительно строже норм класса А. Поэтому если оборудование класса А (светильник с соответствующим ИП) устанавливается в производственных зонах, предназначенных для машин и аппаратов класса Б, оно может создавать индустриальные радиопомехи и нарушать их функционирование. В случае, если в проект уже заложены светильники неправильного класса, можно принять меры по снижению помех. Например, могут быть установлены внешние фильтрующие элементы. Однако, во избежание дополнительных сложностей, следует заранее обращать внимание на класс закладываемого в проект оборудования. Это не составляет особого труда, учитывая, что оборудование класса А имеет предупреждающую надпись.

Вторым важным аспектом применения светодиодных светильников в производственных помещениях является необходимость учитывать значительные резкие колебания напряжения питающей сети, а так же микросекундные импульсные помехи в результате коммутаций мощного оборудования. Наличие таких переходных процессов может привести к возникновению обратного тока в светодиодах, что негативно скажется на их сроке службы, или даже приведет к их выходу из строя. В связи с этим производители ИП для светодиодов часто приводят рекомендации по применению ИП в составе светильника, направленные на минимизацию влияния переходных процессов в сети на светодиодную нагрузку. Следует уточнять у производителя, какие меры приняты в светильнике для устранения возможности протекания обратного тока светодиодов.

Проектируя промышленное освещение любого объекта специалисты вынуждены находить баланс между качеством результата и стоимостью оборудования. Но именно в случае производственных помещений этот баланс без сомнения стоит смещать в сторону качества. Ведь выход из строя элементов системы освещения может обернуться значительными потерями - простой оборудования, особенно на крупных предприятиях и заводах обходится в очень крупные суммы. Не стоит экономить время и средства на светотехнических расчётах и выборе техники - продуманный проект (с учетом, в том числе и вышеуказанных моментов) обеспечит заказчику надёжную и эффективно работающую осветительную систему

Правильно спроектированное и выполненное освещение на предприятиях обеспечивает возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на производстве в значительной мере зависят от условий освещения. От освещения зависят также производительность труда и качество выпускаемой продукции.

Основной задачей производственного освещения является поддержание на рабочем месте освещенности, соответствующей характеру зрительной работы.

При освещении проектируемого механосборочного цеха используется совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным. При этом естественное освещение является комбинированным, то есть сочетающим верхнее (осуществляемое через световые фонари) и боковое (осуществляемое через световые проемы) освещения. Искусственное освещение проектируемого цеха также является комбинированным, то есть представляющим совокупность местного и общего освещение.

Освещенность на рабочих местах и поверхностях станков класса Н и П должна быть не ниже 2000 лк при освещении газоразрядными лампами. Общее искусственное освещение цеха с металлорежущими станками должно быть равным 400 лк при освещении газоразрядными лампами.

Для расчета рабочего искусственного освещения цеха в качестве исходных данных принимается:

– тип источника света: для освещения производственного помещения – лампа дуговая ртутная люминесцентная ДРЛ–700, имеющая величину светового потока Ф П = 33000 лм;

– тип системы освещения – комбинированная;

– характеристики цеха: длина – 144 м, ширина – 96 м, высота расположения светильников – 7,2 м;

– коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности и минимальной, для ламп ДРЛ z = 1,15.

Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.

Световой поток (лм) одной лампы :

где Е н – нормированная минимальная освещенность по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение», Е н = 400 лк;

S – площадь освещаемого помещения, S = 13824 м 2 ;

z – коэффициент неравномерности освещения, z = 1,15;

К з – коэффициент запаса, по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» К з = 1,5;

η н – коэффициент использования светового потока;

N – число светильников в помещении.

Коэффициент использования светового потока η н, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23–05–95 «Естественное и искусственное освещение» в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρ п, стены ρ с, пола ρ р, размеров помещения, определяемых индексом помещения :

где А – длина помещения в плане, А = 144 м;

В – ширина помещения в плане, В = 96 м;

Н – высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, Н =7,2 м.

.

Для коэффициентов отражения потолка ρ п = 30%, стены ρ с = 10%, пола ρ р = 10% и индекса помещения i = 8 коэффициент использования светового потока η н = 0,64.

Таким образом, определяется число светильников в помещении:

.

N =
шт.

Таким образом, для освещения проектируемого механосборочного цеха принимается 451 светильников типа УПД с лампами ДРЛ–700.

Определяется световой поток

лм.

Отклонение потока выбранной лампы ДРЛ–700 (Ф П = 38000 лм) от расчетного

=
%,

что лежит в пределах –10%…+20%.

Светильники располагаются рядами по 41 штуке на равном расстоянии друг от друга. Количество рядов 11.

Немаловажное значение имеет правильная цветовая отделка помещений. Покрытие стен должно быть матовым, без бликов; верхние участки стен и потолок следует окрашивать в белый цвет, так как этот цвет обладает наибольшей отражающей способностью и тем самым увеличивает освещенность помещения.

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ ЦЕХА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ»

Методические указания к выполнению РГЗ по дисциплине «Проектирование электрического освещения»

1. Постановка задачи

В работе необходимо выполнить проектирование системы электроосвещения цеха промышленного предприятия. На производственных участках цеха установлено штатное промышленное оборудование. В цехе предусматривается также наличие служебных, вспомогательных и бытовых помещений. Питание электроприемников цеха осуществляется от встроенной цеховой трансформаторной подстанции.

Введение

1. Светотехнический расчет

1.1. Выбор систем освещения помещений цеха

1.2. Выбор нормируемой освещенности для каждого помещения цеха

1.3. Выбор источников света для освещения помещений цеха

1.4. Выбор светильников и их размещение в помещениях цеха

1.5. Расчет электрического освещения помещений цеха

2. Электротехнический расчет

2.1. Выбор напряжения и источника питания

2.2. Выбор схемы питания осветительной установки

2.3. Расчет нагрузки электрического освещения

2.4. Выбор групповых щитков освещения

2.5. Выбор марки и способа прокладки проводников

2.6. Расчет сечения проводников

2.7. Выбор защитно-коммутационных аппаратов

2.8. Расчет токов однофазного короткого замыкания и проверка аппаратов

2.9. Расчет потерь напряжения в проводниках

Заключение Список использованных источников Приложение

3. Принципы выполнения

Расчетно-пояснительная записка должна содержать: титульный лист, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников, приложение.

Во введении приводятся задание на проектирование и исходные данные: номер варианта задания, наименование, назначение и размеры отдельных помещений цеха, характеристика помещений (габаритные и модульные размеры, среда, классификация по пожаро-, взрыво- и электробезопасности, значения коэффициентов отражения), расположение трансформаторной подстанции.

Основная часть работы включает в себя расчетные задачи по выполнению светового расчета и проектированию осветительной электрической сети цеха.

Расчет системы освещения производится для каждого помещения цеха.

При формировании отдельных разделов расчетной части работы необходимо приводить все используемые при расчетах выражения и формулы, или приводить ссылки на ранее использованные выражения. Ниже по тексту раздела следует приводить пример выполнения расчетов, однотипные же расчеты далее сводятся в таблицы.

При выборе электрооборудования или использовании типовых значений коэффициентов и параметров следует обязательно с помощью ссылки указывать источник информации.

Графическая часть выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ и должна содержать:

план цеха промышленного предприятия с указанием наименований и характеристик отдельных помещений, светильников, осветительной сети, щитков освещения и трансформаторной подстанции. Габаритные размеры на чертеже обязательны;

принципиальную схему питающей сети осветительной установки с указанием параметров всех выбранных распределительных пунктов, защитнокоммутационных аппаратов и проводников

4. Варианты

Таблица 1 – Список вариантов

вспомогатель-

основного(ых)

Цех промышленного предприятия

помещения(ий)

помещений

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Цех механической обработки деталей

Ремонтно-механический цех

Кузнечно-прессовый цех

Гальванический цех

Механический цех

Инструментальный цех

Цех металлоизделий

Механосборочный цех

Штамповочный цех

Токарный цех

Цех механической обработки деталей

5. Основные правила оформления

Формат листа А4. Поля: верхнее – 2,0 см, нижнее – 2,5 см, левое – 2,5 см, правое – 1,5 см. Нумерация листов производится в правом верхнем углу. Первым листом считается титульный лист, затем лист содержания работы и т.д. Номер на первом листе не ставится.

Основной текст: шрифт Times New Roman, размер шрифта – 14 пт. Первая строка абзаца – отступ 1,25 см. Полуторный междустрочный интервал, выравнивание по ширине.

Заголовки: введение, заключение, список использованных источников, приложение не нумеруются. Введение, заключение и название глав – заглавные буквы шрифт 14 пт. обычный; наименование разделов в главе – шрифт 14 пт. – полужирный; название подразделов в разделах – шрифт 14 пт. курсив.

Рисунки должны иметь номер и название. Нумерация рисунков осуществляется по главам (рис. 1.1; 2.1; 3.1 и т.д.). Подрисуночные надписи шрифт – 14 пт. Расположение рисунка по центру.

Таблицы должны иметь номер и название. Нумерация таблиц по главам. Название таблицы помещают над таблицей слева, без отступа в одну строку с ее номером через тире. Если таблица не входит на один лист, то она продолжается на следующем листе с повторением шапки таблицы и над таблицей указывается (например): Продолжение табл.

Нумерация формул производится по главам. Номер формулы указывается справа в круглых скобках.

Условные обозначения на планах

Выполняются согласно ГОСТ 21.614-88 «Система проектной документации для строительства. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах». – М.: Госстандарт, 1988.

Условные обозначения на электрических схемах

Выполняются согласно ГОСТ и ЕСКД по: Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

6. Методические указания для проектирования

Низковольтные распределительные сети в цехах промышленных предприятий выполняются отдельно для осветительных (осветительные электрические сети) и для силовых (силовые электрические сети) электроприемников.

Для проектирования электрического освещения первоначально необходимо выполнить ряд шагов, которые объединены общим понятием – светотехнический расчет, результатом которого является требуемое количество ламп, а также их номинальная мощность. При этом должны быть решены следующие вопросы: выбор нормируемой освещенности, выбор системы освещения, выбор источников света, выбор светильников и их размещение, расчет электрического освещения.

6.1. Выбор нормируемой освещенности

Для количественной оценки освещения какой-либо поверхности в светотехнике пользуются понятием освещенности Е , т.е. отношением светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности:

E Ф S

Единицей измерения является люкс (лк) – это освещенность поверхности площадью 1м2 световым потоком 1 люмен (лм).

Таким образом, освещенность характеризует степень освещения поверхности. Следовательно, при проектировании электрического освещения необходимо правильно выбрать нормируемую величину освещенности. Если создать освещенность меньшую, чем требуется, это вызовет дискомфорт людей, находящихся в помещении, ухудшение условий труда, снижение производительности. Если же освещенность окажется значительно выше нормируемой, это обусловит неоправданное увеличение расходов на монтаж и эксплуатацию системы освещения.

Таблица 2 – Характеристика разрядов зрительной работы

Минимальный

Характеристика

размер объекта

зрительной работы

зрительной работы

различения, мм

наивысшая точность

очень высокая точность

высокая точность

средняя точность

малая точность

очень малая точность

светящиеся материалы и изделия

общее наблюдение за процессом

Выбор величины освещенности производится по нормативным документам (СП либо отраслевым нормам) в соответствии с характером и особенностями зрительной работы. В СП зрительная работа подразделяется на соответствующие разряды по минимальному размеру объекта различения. Рекомендации по определению разряда для конкретных помещений приводятся в справочной литературе по светотехнике. Ниже приведены примеры для некоторых помещений.

Таблица 3 – Характеристики помещений

Характеристика

Объект освещения

зрительной

помещения

Литейный цех

Жаркое, пыльное

Инструментальный цех

Нормальное

Механический цех

Нормальное

Механосборочный цех

Нормальное

Гальванический цех

Химически активное

Цех металлопокрытий

Химически активное

Кузнечный цех

Жаркое, пыльное

Термический цех

Жаркое, пыльное

Компрессорный цех

Нормальное

Ремонтно-механический цех

Нормальное

Деревообрабатывающий цех

Ткацкий цех

6.2. Выбор системы освещения

В практике проектирования осветительных установок промышленных зданий используются две отличные друг от друга системы освещения.

Первая система – система общего освещения – это освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения. Его назначение состоит не только в освещении рабочих поверхностей, но и всего помещения в целом, поскольку светильники общего освещения обычно размещаются под потолком помещения на достаточно большом расстоянии от рабочих поверхностей.

В системе общего освещения принято различать два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. В системе общего равномерного освещения расстояния между светильниками в каждом ряду и расстояния между рядами выдерживаются неизменными. В системе общего локализованного освещения положение каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгоднейшего направления светового потока и устранения теней на освещаемом рабочем месте, т.е. целиком зависит от расположения оборудования.

Равномерное расположение светильников общего освещения применяется обычно

в тех случаях, когда желательно обеспечить одинаковые условия освещения по всей площади помещения в целом. При необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещаемого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или если по условиям работы невозможно устройство местного освещения, прибегают к локализованному размещению светильников.

Локализованное размещение светильников в перечисленных выше случаях позволяет одновременно с уменьшением удельной установленной мощности по сравнению с вариантом равномерного размещения обеспечить и лучшее качество освещения, в частности создать желательное направление светового потока на рабочие поверхности и устранить падающие тени от близко расположенного оборудования.

Вторая система – система комбинированного освещения – освещение, при котором к общему освещению добавляется местное. Данная система включает в себя как светильники, расположенные непосредственно у рабочего места и предназначенные для освещения только лишь рабочей поверхности (местное освещение), так и светильники общего освещения, предназначенные для выравнивания распределения яркости в поле зрения и создания необходимой освещенности по проходам помещения. Система комбинированного освещения обычно характеризуется повышенными первоначальными затратами на оборудование по сравнению с системой общего освещения.

С точки зрения удобства эксплуатации система комбинированного освещения имеет преимущества по сравнению с системой общего освещения. Действительно, так как светильники местного освещения расположены непосредственно у рабочих мест, то значительно упрощаются их чистка, смена перегоревших ламп, а также систематический надзор и текущий ремонт осветительной установки. Местное освещение на рабочих местах, на которых в данный момент работа не производится, может быть выключено, что обеспечивает большую гибкость в эксплуатации освещения, исключая непроизводительный расход электроэнергии.

6.3. Выбор источников света

Все источники света по принципу формирования светового потока можно разделить группы по принципу действия: лампы накаливания, газоразрядные лампы, светодиоды и т.д.

Лампы накаливания. Действие ламп накаливания основано на принципе теплового излучения. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева нити накала до высокой температуры. При низких температурах телом излучаются почти исключительно невидимые инфракрасные лучи. По мере повышения температуры изменяется состав спектра, происходит увеличение видимого излучения.

Лампы накаливания просты в изготовлении, удобны в эксплуатации, не требуют дополнительных устройств для включения в сеть, обеспечивают практически мгновенное зажигание при включении, независимо от температуры внешней среды. Недостаток этих ламп – малая световая отдача (10-15 лм/Вт) при большой яркости нити накала, низкий КПД, равный 10-13%. Срок службы ламп составляет 1000-2000 ч. Лампы дают непрерывный спектр, отличающийся от спектра дневного света преобладанием желтых и красных лучей, что искажает восприятие человеком цветов окружающих предметов.

В силу принятия Федерального закона № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» происходит постепенная замена данного вида ламп на более энергоэффективные источники света.

Галогенные лампы накаливания наряду с вольфрамовой нитью содержат в колбе пары того или иного галогена, который повышает температуру накала нити и практически исключает испарение. Они имеют более продолжительный срок службы (до 3000 ч) и более высокую светоотдачу (до 30 лм/Вт).

Газоразрядные лампы излучают свет в результате электрических разрядов в парах газа. На внутреннюю поверхность колбы нанесен слой светящегося вещества – люминофора, трансформирующего электрические разряды в видимый свет. Различают газоразрядные лампы низкого (люминесцентные) и высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ).

Люминесцентные лампы создают в производственных и других помещениях искусственный свет, приближающийся к естественному свету, более экономичны в сравнении с другими лампами. Работа люминесцентной лампы основана на использовании ультрафиолетового излучения в парах ртути низкого давления, наполняющего колбу лампы, при прохождении через них электрического тока с последующим его преобразованием с помощью люминофора в видимое излучение.

К преимуществам люминесцентных ламп относятся больший срок службы и высокая световая отдача (60-80 лм/Вт). Свечение происходит со всей поверхности трубки, а, следовательно, яркость и слепящее действие люминесцентных ламп значительно ниже ламп накаливания. Низкая температура поверхности колбы делает лампу относительно пожаробезопасной.

Несмотря на ряд преимуществ, люминесцентное освещение имеет и некоторые недостатки: сложная схема включения, требующая пускорегулирующих устройств (ПРА); чувствительность к колебаниям температуры окружающей среды.

Одной из современных модификаций люминесцентных ламп являются компактные люминесцентные лампы. Они сохраняют все основные достоинства люминесцентных ламп, уже ставших традиционными, но при этом обладают возможностью применения в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Это стало возможным за счет встраивания в корпус лампы ПРА, а также использования резьбового цоколя. Такие лампы получили неофициальное название энергосберегающих ламп, поскольку из-за высокой светоотдачи, характерной для люминесцентных ламп имеют пониженное электропотребление (примерно в 5 раз) по сравнению с лампами накаливания с аналогичными световыми параметрами.

Для освещения открытых пространств, высоких (более 6 м) производственных помещений большое распространение получили дуговые ртутные лампы ДРЛ . Эти лампы, в отличие от обычных люминесцентных ламп, сосредотачивают в небольшом объеме значительную мощность. Конструктивно лампа состоит из внешнего баллона, выполненного из стекла, внутри которого помещена кварцевая газоразрядная лампа, наполненная некоторым количеством ртути и инертным газом. На внутреннюю поверхность баллона нанесен слой люминофора.

Основные достоинства ламп ДРЛ состоят в устойчивости к атмосферным воздействиям, возможности изготовления ламп большой мощности. К недостаткам ламп относится длительное разгорание при включении, а также способность повторно зажигаться только после охлаждения. Следует отметить, что также существенным

недостатком является плохая цветопередача, позволяющая применять лампы только при отсутствии каких-либо требований к различению цветов.

Наряду с лампами ДРЛ при освещении высоких производственных помещений возможно использовать металлогалогенные лампы ДРИ . Данные источники света являются совершенствованием ламп ДРЛ. Добавление иодидов металлов позволило повысить световую отдачу до 70-90 лм/Вт, а также улучшить спектральный состав света. В остальном лампы ДПИ характеризуются теми же особенностями (длительный срок службы, включение через ПРА и др.), как и любые другие газоразрядные лампы.

Натриевые лампы ДНаТ являются самыми экономичными из газоразрядных ламп. Световая отдача таких источников света составляет 90-120 лм/Вт при достаточно продолжительном сроке службы. Однако резко неправильная цветопередача с преобладанием желтых лучей делает пригодными лампы ДНаТ в основном для наружного уличного освещения.

В последнее время все более популярными для электрического освещения становятся светодиоды . Работа этих источников света основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через полупроводниковый p-n-переход. Световая энергия выделяется при рекомбинации носителей электрического заряда, движущихся навстречу друг другу – электронов и дырок на границе p-n-перехода.

Светодиоды являются идеальным вариантом замены обычных ламп накаливания благодаря возможности их использования в лампах со стандартным цоколем. При этом они обладают рядом несомненных преимуществ: низким электропотреблением, мгновенным зажиганием, простотой обслуживания, высокой механической прочностью и надежностью, а срок службы может достигать 100 тысяч часов. Недостатком таких источников света на данный момент является их чрезмерно высокая стоимость.

В общем случае, при решении вопроса о выборе источника света для освещения производственных помещений, необходимо анализировать преимущества и недостатки источников света и уже далее делать вывод о необходимости и целесообразности применения тех или иных ламп с учетом рекомендаций СП.

6.4. Выбор светильников

Осветительным прибором называют совокупность осветительной арматуры и помещенного в нее источника света. Осветительные приборы, предназначенные для освещения объектов, расположенных относительно близко от них, называют светильниками, а удаленных объектов – прожекторами.

Необходимость помещения лампы внутрь осветительной арматуры вызывается следующими соображениями. При горении открытая лампа излучает световой поток в пространство равномерно во все стороны. Около половины всего излучаемого потока направляется в верхнюю полусферу. Эта часть светового потока, падая на окрашенные в темные цвета или загрязненные стены и потолки производственных помещений, в результате отражения либо дает незначительное увеличение освещенности рабочих мест, либо вообще не используется. Осветительная арматура позволяет перераспределить световой поток источника света, т.е. послать его в нужном направлении.

Применяя в зависимости от внешней среды соответствующую осветительную арматуру, также можно надежно предохранить лампу от загрязнений, коррозии, механических повреждений, влаги, пожаро- и взрывоопасной пыли и паров.

В общем случае все светильники характеризуются следующими основными показателями:

характером распределения светового потока в пространстве;

величиной защитного угла;

коэффициентом полезного действия;

степенью защиты IP.

Светильники в зависимости от заданных условий распределения светового потока между верхней и нижней полусферами делятся на следующие группы.

Светильники прямого света (П) направляют не менее 80% всего светового потока, излучаемого лампой, в нижнюю полусферу. Благодаря тому, что наибольшая часть светового потока направляется непосредственно на освещаемые поверхности, светильники прямого света самые экономичные по расходу электроэнергии и применяются для освещения производственных помещений и наружного освещения. Их недостаток заключается в появлении довольно резких теней.

Светильники преимущественно прямого света (Н) излучают в нижнюю полусферу от 60 до 80% всего светового потока. Такие светильники применяются в цехах с хорошо отражающими стенами и потолками.

Светильники рассеянного света (Р) излучают световой поток во все стороны (от 40 до 60% в каждую полусферу). Эта группа является промежуточной между светильниками прямого и отраженного света и применяется в производственных помещениях, когда необходимо, кроме освещения нижней части помещения, осветить также и часть технологического оборудования и трубопроводов, расположенных в верхней части помещения. Светильники этой группы широко используются и для освещения административных и бытовых помещений при светлых тонах окраски потолков и стен.

Светильники преимущественно отраженного света (В) направляют от 60 до 80% светового потока в верхнюю полусферу и применяются в тех случаях, когда по характеру работы, выполняемой в данном помещении, не должно быть теней.

Светильники отраженного света (О) направляют не менее 80% светового потока, излучаемого лампой, в верхнюю полусферу. При освещении чистых и светлых помещений они создают свет, равномерно распределенный по всему объему помещения, при этом почти совсем отсутствуют резкие тени и полутени. Эти светильники применяются для освещения общественных зданий, а также для архитектурного освещения. Светильники отраженного света менее экономичны в энергетическом отношении, чем светильники групп прямого или рассеянного света.

Излучаемый в данной полусфере поток также может быть различно распределен в пространстве. Его распределение по отдельным направлениям пространства характеризуется кривыми силы света. ГОСТ устанавливает следующие основные типы кривых силы света: К – концентрированная; Г – глубокая; Д – косинусная; С – синусная; Л

– полуширокая; Ш – широкая; М – равномерная.

Другой характеристикой светильников является его защитный угол. Для защиты глаз наблюдателя от воздействия яркости источника света каждый светильник должен иметь определенную величину защитного угла.

Рис. 1.Типовые кривые силы света

Защитным углом светильника с лампой накаливания называют угол γ , образованный двумя прямыми линиями, из которых одна проходит через тело накала лампы, а другая соединяет крайнюю точку тела накала с противоположным краем отражателя.

Рис. 2. Защитный угол светильника

Световой поток, излучаемый открытой лампой, всегда будет больше светового потока светильника с этой же лампой. Это объясняется тем, что часть светового потока поглощается осветительной арматурой.

Отношение светового потока светильника Ф св к световому потоку источника света (лампы) Ф л называется коэффициентом полезного действия светильника:

Ф св

Фл

По степени защиты от воздействия окружающей среды, определяемой кодом IP (Ingress Protection) с указанием двух цифр, первая из которых характеризует защиту светильника от проникновения твердых тел, а вторая – от попадания воды, светильники подразделяются на обычные, например, со степенью защиты IP20, и защищенные от пыли и влаги, например IP54 и IP65.

Таблица 4 – Степень защиты по ГОСТ 14254-96

Защита от твердых тел

Защита от влаги

Защита отсутствует

Защита отсутствует

Защита от твердых тел > 50 мм

Защита от капель воды

Защита от твердых тел > 12 мм

Защита от капель воды под углом

Защита от твердых тел > 2,5 мм

Защита от дождя

Защита от твердых тел > 1 мм

Защита от капель и брызг

Частичная защита от пыли

Защита от струи воды

Полная защита от пыли

Защита от волн воды

Временное погружение

Длительное погружение

Как было показано ранее, общее освещение может быть выполнено при равномерном или локализованном расположении светильников. Расположение светильников локализованного освещения, их мощность и высота подвеса определяются индивидуально для каждого рабочего места или участка производственного помещения. При этом учитываются характер производственного процесса и требования наилучшего направления светового потока.

При равномерном размещении светильников необходимо найти наивыгоднейшее расстояние между ними, при котором для заданных освещенностей потребляется наименьшее количество энергии. Размещение светильников чаще всего производится по углам квадрата, прямоугольника или в шахматном порядке.

При размещении светильников проектировщик сталкивается с двумя противоречивыми условиями. С одной стороны, частое расположение светильников требует применения ламп малой мощности с невысокой светоотдачей, что приводит к повышенному расходу электроэнергии и излишним капитальным затратам на светильники и монтаж электросети. С другой стороны, редкое расположение светильников с лампами

относительно большой мощности приводит к неравномерной освещенности, что в итоге также невыгодно в энергетическом отношении, поскольку освещенность точек поверхностей под светильниками будет намного превышать освещенность точек между светильниками, где необходимо обеспечить нормированную минимальную освещенность.

Рис. 3. Варианты размещения светильников

В результате оказываются невыгодными в энергетическом отношении как слишком большие, так и слишком малые расстояния между светильниками. В светотехнике пользуются понятием относительного расстояния между светильниками, которое представляет собой отношение абсолютной величины расстояния между светильниками L к высоте их подвеса над рабочей поверхностью H p :

Рис. 4. Расположение светильников по высоте помещения

Рекомендуемые относительные расстояния для наиболее часто применяемых светильников, приводятся в светотехнических справочниках. При этом оптимальные относительные расстояния не всегда могут быть приняты по архитектурно-строительным и другим условиям. Поэтому при проектировании осветительных установок возможны

При освещении помещений люминесцентными лампами они размещаются сплошными рядами или с незначительными разрывами. Расстояние между параллельными