Светотехническая часть

Задачей светотехнической части является выбор типа светильника, позволяющего обеспечить необходимую освещенность рабочей поверхности при достаточной равномерности освещения с одновременным ограничением слепящего действия источника света при отсутствии резких теней и контрастов на рабочей поверхности, определение количества светильников и их размещение в выработке.

Выбор типа светильника осуществляется в зависимости места установки МУ. Для светильников, устанавливаемых в лаве (условно МУ=0), принимаются стационарные светильники с люминесцентными лампами мощностью 15 Вт, например, РВЛ-15, Луч-2 и др. Для светильников, устанавливаемых в штреках, погрузочных пунктах и местах, приравниваемых к ним (МУ=1), принимаются стационарные светильники с люминесцентными лампами мощностью 20 Вт, например, РВЛ-20 и др.

Минимальная гигиеническая норма освещенности (Е_МИН, лк) которая должна быть обеспечена на рабочей поверхности соответствующей выработки, регламентируется требованиями ПТЭ угольных и сланцевых шахт[2, с. 123-128; 5, с. 505-507; 8, с. 272].

Общая схема размещения светильников в выработке показана на рисунке 12.1. Определение параметров осветительной установки осуществляется согласно схеме, приведенной на рисунке 12.2.

Светотехнический расчет выполняется точечным методом [8, с. 274-276; 10, с. 216-218; 11, с. 301-303; 16, с. 284-285]. Правомерность применения этого метода обусловлена тем, что он позволяет рассчитать освещенность любой точки поверхности, расположенной на нормальной, горизонтальной или вертикальной плоскостях. При этом не учитывается световой поток, отраженный от кровли, почвы, груди забоя и т.д.

Рисунок 12.1 - Общая схема размещения светильников в выработке:

U1-U4 – источники света; 01-03 – расчетные точки на освещаемой поверхности; l – расстояние между светильниками; а = l /2.

Стрелками указаны направления световых потоков, направленных от источников света в расчетные точки. При расчете освещенности принимаются только световые потоки, излучаемые от соседних источников. Например, для точки 02 учитывается только световые потоки источников света U2 U3.

Рисунок 12.2 - Схема к расчету освещенности:

U – источник света; h – высота подвеса светильника, м;

а – половина расстояния между точками подвеса светильников, м;

r – расстояние от центра светильника до точки, в которой определяется освещенность, м;

a - угол между перпендикуляром, опущенным из центра светильника на освещаемую поверхность, и направлением луча света к точке, в которой определяется освещенность, град;

Е_Н, Е_Г, Е_В - нормы гигиенической освещенности нормальной, горизонтальной и вертикальной плоскостей, лк.

В основе метода – известное положение о том, что освещенность какого-либо участка поверхности, на которую направлен световой поток точечного источника света, пропорциональна силе света в заданном направлении I_a, косинусу угла падения луча b и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до освещаемой точки на расчетной поверхности r, лк:

, (12.1)

где Е_Г – освещенность горизонтальной плоскости (нормируемая величина), лк;

С – коэффициент, отражающий отношение светового потока лампы светильника F₀, принятого для освещения выработки к световому потоку условной лампы, принимаемому равным 1000, т.е. С = F₀/1000;

I_a - сила света светильника под угломa, кд, определяется по кривой светораспределения [8, с. 239; 11, с. 278];

a - угол, образованный перпендикуляром, опущенным на горизонтальную поверхность из центра источника света, и направлением луча света от источника до расчетной точки, град;

К – коэффициент запаса, учитывающий запыление и загрязнение колпака светильника и снижение светоотдачи ламп с увеличением срока службы;

h – высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м, причем в расчетах, если это не оговорено нормами (например, при освещении штреков), освещаемая поверхность принимается на уровне рабочей поверхности, находящейся на расстоянии 1 м от почвы выработки;

m – количество светильников, освещаемых точку (принимается m = 2).

Учитывая особенности конструкции светильников с люминесцентными лампами и анализируя зависимость I_a = f(a), можно увидеть, что в поперечной к светильнику плоскости сила света в пределах угла a = 0…75^о примерно постоянна. Так, для светильника с лампой мощностью 20 Вт I_a = 50 кд, а с лампой мощностью 15 Вт I_a = 40 кд.

Световой поток лампы:

F₀ = 630 лм для светильника РВЛ-15;

F₀ = 980 лм для светильника РВЛ-20.

При проектировании коэффициент К принимает следующие значения:

К = 1,2…1,4 – для выработок, оборудованных электровозной откаткой;

К = 1,4…1,7 – для выработок с конвейерной доставкой;

К = 1,7…2.0 – для забоев и погрузочных пунктов.

Тогда согласно рисунку 12.2 освещенность вертикальной плоскости в расчетной точке определяется по формуле

Е_В = Е_Г tga (12.2)

Из формулы (13.1)

(12.3)

В соответствии с рисунком 12.2 величина a определяется из выражения

а = h tga. (12.4)

Расстояние между точками подвеса светильников (расчетное значение), м

l _Р = 2а (12.5)

К учету принимается расстояние между светильниками l, равное целому числу метров, полученному по выражению (12.5).

Количество светильников, шт

N = L/ l. (12.6)

Выполнению расчета предшествует составление таблиц входных и выходных данных (таблица 12.2 и 12.3). Алгоритм расчета светотехнической части электрического освещения приведен на рисунке 12.4.