Промышленное освещение: проектирование

Как считаем

По своей сути расчет сводится к выяснению фактической освещенности рабочего места. Самыми важными параметрами здесь являются источник света и тип светильника. При сопоставлении фактической освещенности (Е) и нормированным значением (Emin) можно установить класс условий труда. Здесь используется формула: Е = F х N х ή / (S х Z х k) Эти значения расшифровываются следующим образом:

Расчет высоты размещения светильника

• F — световой поток;
• S — площадь поверхности, которая будет освещаться;
• Z — коэффициент минимального уровня освещенности. Его следует брать равным 1,1- 1,2;
• k — коэффициент запаса. Его выбирают равным 1,1 – 1,3;
• N — количество осветительных приборов;
• η — коэффициент применения светового потока.

Также следует определить высоту подвеса для светильника. Этот параметр определяется по формуле: Hр = H — hc — hр, где:

• Н — высота нужного помещения;
• hc – расстояние лампы от перекрытия;
• hр – высота поверхности (над полом).

Проделав все эти расчеты, вы получите все нужные значения.

Искусственное промышленное освещение

Искусственное освещение определяется значением, зависимым от разряда работы глаз с учетом контрастности объекта и фоновым освещением.

В зависимости от распределения светового потока существуют следующие светильники:

1. прямого действия, излучающие более 90% светового потока;
2. отраженного света, использующие матовый колпак;
3. полуотраженного света, соединяющие функции обеих выше перечисленных.

Для промышленного освещения актуальны не эстетика и презентабельный внешний вид, требования, предъявляемые к ним, носят совсем иной характер это:

1. вибрационная устойчивость;
2. повышенная износостойкость;
3. надежность и безотказность;
4. способность свободно переносить перепады температур;
5. электробезопасность.

Для промышленного освещения характерно соблюдение ряда санитарных требований.

1. Отсутствие статичных и движущихся теней, их наличие ведет к увеличению уровня травматизма;
2. Способы установки приборов освещения должны обеспечивать стабильную и равномерную степень освещения;
3. Недопустимо наличие блескости, которая может ослепить работника;
4. Источники света должны обеспечивать корректную цветопередачу;
5. Все приборы освещения должны быть безопасными.

С большим успехом в промышленном освещении применяются люминесцентные светильники со степенью защиты. Они рекомендуются к использованию в закрытых помещениях с большим уровнем влажности и запыленности. Высокая степень защиты, благодаря применению уплотнителей и резьбовым соединениям, гарантирует безопасное использование светильника.

Для помещений имеющих повышенную пожарную и взрывоопасную степень защиты, рекомендовано применение взрывозащищенных светильников. они имея высокое качество свечения, не нагреваются, благодаря плотному резьбовому соединению корпуса с плафоном исключается проникновение искры за корпус светильника в случае короткого замыкания. Взрывозащищенные светодиодные светильники запитываются очень малым напряжением, подаваемым к каждому светодиоду.

Рис №1 Виды промышленного освещения

Эффективность использования светодиодных светильников в промышленности близко к 100%, светильники светодиодные промышленные не создают перегрузку в электрической сети, кроме того, они обладают свободной регулировкой интенсивностью светового потока.

Расчет освещения производственного помещения

Правильное с точки зрения эргономики проектирование освещения создает комфортные и безопасные условия труда. При выборе источников освещения для цеха принято опираться на три критерия оценки:

Величина светового потока. На основе этого параметра рассчитывается необходимая для здания или отдельного сектора освещенность и определяется количество источников для ее обеспечения
При этом учитывается тип и назначение помещения, площадь и высота потолков, берутся во внимание строительные правила и нормы, в том числе отраслевые.
Цветовая температура

Определяет интенсивность светового излучения и его цвет – от теплого желтого до холодного белого.
Условия эксплуатации
Здесь важно учесть среднюю температуру в производственном помещении, уровень влажности, запыленности, наличие вибрации и другие факторы.

По нормативам, если работники не выполняют визуальных задач, яркость составляет 150 лм на 1 м2. Если подразумевается средняя зрительная нагрузка, этот показатель вырастает до 500 лм на 1 м2. В тех помещениях, где работают с деталями диаметром до 10 мм, уровень светового потока составляет не менее 1 000 лм на 1 м2. Чтобы получить световой поток, равный 400-450 лм, потребуется галогенная лампа на 40 Вт, люминесцентная на 8 Вт или светодиодная на 4 Вт.

На рабочем месте цветовую температуру приближают к параметрам естественного света. Это от 4 000 до 4 5000 К. Если предполагается регулярное чтение документации, цветовая температуру увеличивают в сторону холодного белого, но не более 6 000 К.

На мощность светового потока влияют особенности монтажа прибора (чем выше он расположен, тем меньше люмен он выдает), наличие или отсутствие рассеивателя, степень прозрачности стекла. При выборе конкретного источника света также принято ориентироваться на стабильность светового потока, экономичность выбранного изделия, его электротехнические параметры и требования ТБ.

Высота освещения

Потолки в промышленных помещениях могут иметь значительную высоту, порой она достигает десятков метров. Необходимо адаптировать систему освещения под такие размеры, иначе приборы не справятся со своей задачей.

Менее 5 метров

Низкими потолками в промышленности считаются те, что достигают 2-5 метров. В этом случае монтируют обычное потолочное или настенное освещение, допускается применение любых источников света.

5-12 метров

Для потолков средней высоты потребуются более мощные светильники. Например, склады со стеллажами оборудуют подвесными светильниками типа «колокол», «купол». В них обязательно должна регулироваться интенсивность освещения, ширина светового потока.

Более 12 метров

Для освещения таких площадей потребуются масштабные подвесы со светодиодными лампами большой мощности – 120-260 Вт. Если решено установить металлогалогенные лампочки, их мощность составит 300-400 Вт. Светильники комплектуют симметричными отражателями, тогда свет будет распространяться по всему помещению, асимметричные — дадут акцент на определенную зону. Все модели оснащаются защитными решетками. Если лампы в высоких помещениях не дают нужной яркости, дополнительно устанавливают настенные или напольные приборы.

Светильники в промышленности сильно отличаются от аналогичных домашних устройств. Их должны устанавливать только специалисты. В противном случае высок риск снижения производительности труда и порчи здоровья работников.

Общие нормы организации промышленного освещения

Проектирование освещения промышленных предприятий должно предполагать наличие рабочего, дежурного, местного, охранного, аварийного и при необходимости эвакуационного и освещения безопасности. Последние два вида освещения обычно организуются на базе аварийного освещения.

Итак:

• Для организации промышленного освещения рекомендуется применять разрядные лампы. Это обусловлено их большей экономичностью и возможностями изменения цветопередачи. В то же время лампы накаливания также могут применяться при наличии соответствующего обоснования.
• Освещение рабочих зон должно быть однородным и не иметь больших перепадов между наиболее и наименее освещенными участками. Допустимый перепад во многом зависит ох характера выполняемых работ, а также квалификации рабочих. При этом в любом случае, согласно п.7.9 СНиП 23-05-95, неравномерность освещения не должна превышать 3.
• В местах проходов и участков, где работы не выполняются, должна быть обеспечена освещенность не менее 30лк при использовании ламп накаливания и не менее 75лк при использовании разрядных ламп.

На фото представлена таблица норм освещенности производственных помещений

• Местное освещение должно выполняться таким образом, чтобы светящиеся элементы не попадали в поле зрения работающего. При этом обычно их оборудуют регуляторами яркости.
• Наружное освещение промышленных предприятий может быть направленным или рассеянным. При этом направленные светильники различаются по защитному углу освещения. Когда угол больше 15⁰, высота расположения светильников должна быть не ниже 3,5 метров. При меньшем градусе угла высота расположения светильников может варьировать от 7 до 13 метров, в зависимости от интенсивности светового потока.
• Наружное и внутреннее освещение должно управляться из централизованных мест. Если таковых не предусмотрено, то, согласно п.6.5.4 ПУЭ, это управление можно организовывать из мест работы обслуживающего персонала.

Сфера применения и требования к промышленному освещению

Специализированные приборы освещения для производственных помещений отличаются от бытовых. Поэтому проектирование системы освещения на производстве – очень ответственный процесс. Только правильно подобранные светильники, смонтированные в строго установленных зонах:

• дадут нужный уровень света без негативного влияния на глаза работников;
• создадут комфортные условия для длительного пребывания на рабочем месте;
• обеспечат пожарную безопасность;
• снизят потребление электроэнергии.

Характер работы осветительных приборов отражают два основных показателя – мощность (Вт – ватт) и сила светового потока (лм – люмен). По яркости светильники в среднем дают 3500-4000 лм, но в цехах и на складах обычно монтируют от 6000 лм.

Самые строгие требования к защите приборов освещения и их мощности определены для рабочих и производственных площадей. Вот самые важные из них:

• однородность света, отсутствие бликов, которые вызывают временное ослепление;
• наличие отражателя, усиливающего освещенность и распределяющего световой поток в нужном направлении;
• равномерность освещения, отсутствие затененных областей (в последних дополнительно устанавливаются локальные источники света);
• достаточный уровень защиты от влаги, пыли, дыма;
• умеренное или низкое энергопотребление.

На большинстве старых предприятий применяются люминесцентные и галогенные (металлогалогенные) лампочки для светильников. Они отличаются высокими показателями светоотдачи. Но экономичное освещение производственных помещений подразумевает более современный тип световых приборов – диодные лампы. Промышленная led-подсветка выпускается в разных вариантах, устройства отличаются по виду, форме, мощности и предназначению.

Светодиодные лампы для промышленных помещений и складов

Для цехового помещения, где постоянная пыль, повышенные влажность и температура, обычные светильники не подойдут. Здесь нужны приборы с герметичным корпусом. Есть также особые лампы, применяемые на химических предприятиях, а также в пищевом и фармакологическом производстве. Они защищены от постоянной вибрации и перепадов температур при помощи особо прочной конструкции.

Для отдельных типов производственных помещений есть особые требования к осветительным приборам:

• в сборочных цехах – высокий уровень яркости света, нередко – индивидуальные показатели освещенности для каждой группы сотрудников;
• на производстве с участием станков, управляемых людьми, – наличие антибликового диффузора;
• в открытых складах и на стройплощадках – повышенная защита от пыли и осадков;
• в помещениях, связанных с сельскохозяйственной промышленностью, – стойкость к вредным газам, продуктам распада;
• для горнодобывающего производства – возможность работать от аккумуляторов с не менее высоким уровнем освещенности.

Обычно на производстве используют такие виды светильников, как потолочные, а также подвесные с регулируемой длиной. Они подбираются в зависимости от размеров цеха и нужной мощности.

Освещение в общественных помещениях и служебных кабинетах

В помещениях такого типа можно использовать менее мощные лампы. Вот основные требования к диодным светильникам по мощности:

• для офисов – 25-40 Вт;
• для холлов, коридоров, закрытых площадок – 70-90 Вт.

Нередко для освещения общественных зданий используют панельные сегменты – светильники с линейно расположенными лампами. По типу монтажа есть накладные или подвесные устройства

Важно, чтобы система освещения в местах работы и отдыха людей была безопасной. Для этого светильники изготавливают из материалов, не выделяющих токсины при нагреве, не поддерживающих горение

Их можно подключать к низковольтным сетям

Внимание уделяют и дизайну источников света – они должны выглядеть привлекательно, вписываться в интерьер заводского офиса

Наружное освещение в промышленности

В ночное время территория промышленного предприятия должна хорошо освещаться. Это необходимо для непрерывности производства, а также сохранности имущества. Наружные пром.светильники обычно представляют собой мощные прожекторы (до 500 Вт), эффективно защищенные от влаги, пыли, иных повреждающих факторов. Светодиодные устройства характеризуются отличной яркостью, стойки к воздействию погодных явлений, к тому же экономичны.

Нормы организации промышленного освещения

Освещение промышленное можно разделить на наружное и внутреннее. Данные виды освещения имеют существенные различия в способе организации и управления. Поэтому в нашей статье мы рассмотрим их отдельно.

Нормы внутреннего освещения

Внутреннее освещение разделяется на естественное и искусственное. В свою очередь, естественное освещение может быть верхним, боковым или смешанным. А для искусственного освещения определяющими являются такие факторы, как: освещенность рабочей зоны и цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта, коэффициент пульсации и в некоторых случаях коэффициент цветопередачи.

Управление освещением для промышленности

Итак:

• Инструкция по управлению освещением должна предусматривать возможность раздельного управления различных рабочих зон с разными нормами освещенности. Это же касается помещений с различным уровнем естественной освещенности, а также помещений с неблагоприятными условиями среды.
• Согласно п. 6.5.13 ПУЭ, c коммутационных аппаратов управление освещением в помещениях с неблагоприятными условиями должно осуществляться из смежных помещений. При этом, если оно имеет несколько входов, то управление освещением должно быть выполнено с каждого из возможных входов в помещение.
• Управление освещением безопасности, эвакуационным и аварийным освещением должно осуществляться из специальных узлов управления освещением либо из распределительных пунктов. В любом случае, коммутационные аппараты должны быть доступны только обслуживающему персоналу.
• Линии дежурного и рабочего освещения должны прокладываться отдельно от линий аварийного, эвакуационного и освещения безопасности. Обычно линии аварийного питания подключаются к источникам постоянного тока, но могут запитываться и от источников переменного тока.

Эвакуационное освещение

При подключении сетей аварийного освещения к источникам постоянного тока не допускается установка в таких линиях розеток, а также подключение видео – и другой управляющей аппаратуры.

Нормы наружного освещения

Наружное электрическое освещение территорий промышленных предприятий разделяется на общее, эвакуационное и охранное. Все эти виды освещения в большинстве случаев имеют отдельные линии питания и не связываются между собой. Исключение составляют только эвакуационное и общее освещение, которое в некоторых случаях может иметь общие цепи.

Наружное освещение промышленных предприятий

Итак:

• Все виды светильников наружного освещения могут крепиться на специальных опорах, опорах ВЛ с классом напряжения до 1кВ, зданиях, инженерных сооружениях, парапетах, ограждениях, дымовых трубах, эстакадах и транспортных узлах. Кроме того, их можно устанавливать на уровне земли и ниже, а также подвешивать на специальных тросах.
• Опоры освещения, согласно п. 6.3.8 ПУЭ, должны устанавливаться не менее, чем в метре от проезжей части. В исключительных случаях это расстояние допускается уменьшить до 60 см. Такие опоры не должны находиться напротив пожарных щитов и в пешеходной зоне.
• Светильники на опорах должны располагаться не ближе, чем в 20 см по вертикали от ближайшего провода. При этом удаление от столба должно составлять 60 см. Если светильники крепятся к тросам, то на них должно быть предусмотрено крепление, исключающее их раскачивание.
• К внутренней сети освещения здания допускается подключать освещение складов, открытых производственных площадок, эстакад, а также освещение на входе в здание. При этом светильники на входе рекомендуется подключать к линии эвакуационного освещения.
• Отдельной темой является охранное освещение. Оно может включаться вручную и автоматически. Охранное электрическое освещение территории промышленных предприятий обычно выполняется отдельной линией.

Охранное освещение промышленных предприятий

Все линии наружного освещения должны организовываться группами до 20 ламп в каждой. В противном случае, вам потребуется устанавливать предохранители или автоматические выключатели для защиты каждой лампы.

Преимущества светодиодных светильников

Led-освещение признается самым перспективным в производственных условиях. Средняя экономия электроэнергии достигает 70 % по сравнению с другими видами ламп, соответственно увеличивается прибыль предприятия. Высокая стоимость светодиодов окупается быстро. Прочие достоинства led-ламп таковы:

• малая нагрузка на электрические сети, высвобождение дополнительной мощности, которую можно тратить на иные цели;
• долгий срок службы (некоторые устройства работают по 50 тыс. часов), отсутствие необходимости технического обслуживания;
• большая степень защиты по сравнению с прочими видами светильников;
• мгновенное включение, разгорание, отсутствие мерцания и пульсации, что снижает нагрузку на зрение, повышает производительность труда;
• высокий индекс цветопередачи (85 Ra), уменьшение риска искажения натурального цвета предметов;
• высококачественные материалы исполнения, надежное крепление;
• легкость утилизации благодаря отсутствию ртути и вредных газов.