4.1. Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng
4.1.1. Nguyên tắc và yêu cầu đối với chiếu sáng
Trong công nghiệp cũng như trong sinh hoạt đời sống, ánh sáng nhân tạo rất cần thiết, nó thay thế và bổ sung cho ánh sáng tự nhiện. Việc chiếu sáng ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, sức khoẻ của người lao động trong công việc cũng như sinh hoạt hàng ngày. Vì vậy chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu nhất định, các yêu cầu này được xem như tiêu chuẩn chất lượng ánh sáng, là nguyên tắc để định ra tiêu chuẩn và thiết kế chiếu sáng.
Đảm bảo chế độ chiếu sáng đủ và ổn định:
+ Nguyên nhân làm ánh sáng dao động là sự dao động của điện áp, vì vậy tiêu chuẩn quy định điện áp chỉ được dao động với ∆UCf = ± 2,5% Uđm. Trong xí nghiệp nguyên nhân gây ra dao động là chế độ làm việc không đều của máy công cụ.
+ Mộ nguyên nhân khác làm ánh sáng dao động là sự rung động cơ học của đèn điện cho nên đèn phải giữa cố định.
Quang thông phân bố đều trên toàn mặt chiếu sáng (mặt thao tác). Không có các miền có độ chênh lệch quá lớn về độ sáng, không có các bóng quá tối, đặc biệt là các bóng tối di động. Sự chênh lệch độ chiếu sáng làm mắt luôn phỉa điều tiết để thích nghi do đó chóng mỏi mệt, các bóng tối di động dễ gây ra tai nạn lao động.
Ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt, làm mắt chóng mỏi và khó điều tiết. Nếu ánh sáng chói quá sẽ gây ra hiệu ứng Pukin hoặc mù mắt. Nguyên nhân sáng chói có thể là nguồn sáng có dây tóc lớn lộ ra ngoài, có các vật phản xạ mạnh, nguồn sáng chớp nháy. Để hạn chế ánh sáng chói có thể dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ.
4.1.2. Các tiêu chuẩn chiếu sáng
Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho các nơi, các loại công tác khác nhau. Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở cân nhắc về kinh tế - kĩ thuật nhằm bảo đảm vừa đủ các yêu cầu về chiêu sáng.
Độ chiếu sáng tối thiểu được quy định căn cứ vào các yêu cầu sau:
Kích thước của vật và khoảng cách từ mắt tới vật cần quan sát, hai yếu tố này được thể hiện thông qua hệ số K:
K = (4.1)
Trong đó:
a là kích thước của vật cần quan sát.
b là khoảng cách từ mắt tới vật cần quan sát. Nếu K càng nhỏ thì độ chiếu sáng càng phải lớn.
Nếu độ tương phản giữa nền và vật cần quan sát càng nhỏ thì càng khó nhìn, do đó nếu độ tương phản thì đòi hỏi độ chiếu sáng phải lớn.
Hệ số phản xạ của vật cần quan sát và nền càng lớn thì độ chiếu sáng cần nhỏ.
Cường độ làm việc của mắt phụ thuộc vào đặc điểm riêng biệt của từng loại công việc, nếu công việc đòi hỏi phải tập trung thị giác thì độ chiếu sáng phải lớn.
Ngoài các yêu tố trên, khi xây dựng các quy định chiếu sáng còn phải sét đến các yêu tố riêng biệt như: sự có mặt của các vật thể nguy hiểm trong khu vực làm việc, sự có mặt của các thiết bị tự chiếu sáng …
4.2. Các hệ thống chiếu sáng, loại chiếu sáng, chế độ chiếu sáng4.2.1. Hệ thống chiếu sáng 4.2.1. Hệ thống chiếu sáng
Có hai hệ thống chiếu sáng: hệ thống chiếu sáng chung, hệ thống chiếu sáng kết hợp giữa chiếu sáng chung và chiếu sáng bộ phận:
Hệ thống chiếu sáng chung là tất cả các mặt công tác được chiếu sáng bằng đèn chung. Ưu điểm của hệ thống chiếu sáng chung là mặt công tác được chiếu sáng đều hợp với thị giác, mặt khác có thể dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao. Tuy nhiên chiếu sáng chung lại gây lãng phí điện năng, chỉ chiếu sáng được một phía hướng có đèn.
Hệ thống chiếu sáng kết hợp là một phần chiếu sáng chung và phần còn lại chiếu sáng riêng cho từng nơi làm việc. Ưu điểm là độ chiếu sáng ở nơi làm việc được nâng cao hơn do chiếu sáng bộ phận, có thể điều khiển quan thông theo hướng caand thiết và có thể tắt các chiếu sáng bộ phận khi không cần thiết, vì vậy có thể tiết kiệm điện năng.
4.2.2. Phân loại các dạng chiếu sáng
Có hai loại chiếu sáng:
Chiếu sáng làm việc đảm bảo đủ ánh sáng cần thiết nơi làm việc và trên cả nhà máy. Chiếu sáng sự cố đảm bảo lượng ánh sáng tối thiểu khi mất ánh sáng làm việc, hệ thống chiếu sáng sự cố là cần thiết để kéo dài thời gian làm việc của công nhân vận hành và đảm bảo an toàn cho người lao động ra khỏi nơi làm việc một cách an toàn.
4.2.3. Các chế độ chiếu sáng
Tùy theo tính chất công việc mà chọn chế độ chiếu sáng phù hợp, vừa đảm bảo cung cấp đủ ánh sáng để làm việc, vừa tiết kiệm điện năng. Chính vì vậy mà phân ra làm nhiều chế độ chiếu sáng khác nhau:
+ Chiếu sáng trực tiếp là toàn bộ ánh sáng được chiếu trực tiếp vào mặt thao tác. + Chiếu sáng nửa trực tiếp là phần lớn ánh sáng được chiếu trực tiếp vào mặt công tác, phần ánh sáng còn lại được chiếu một cách gián tiếp và mặt công tác.
+ Chiếu sáng nửa gián tiếp là phần lớn ánh sáng được chiếu gián tiếp vào mặt công tác, phần ánh sáng còn lại được chiếu trực tiếp vào mặt công tác.
+ Chiêu sáng gián tiếp là toàn bộ ánh sáng được chiếu gián tiếp vào mặt công tác. Chiếu sáng trực tiếp có hiệu quả cao, kinh tế nhất, nhưng để có độ chiếu sáng đều thì đèn phải được treo cao và dễ sinh ánh sáng chói. Các chế độ chiếu sáng còn lại có hiệu suất thấp vì một phần ánh sáng bị hấp thụ, các phương pháp này thường được sử dụng trong các khu vực hành chính, sinh hoạt. Đối với các phân xưởng như phân xưởng sửa chữa cơ khí thì phải sử dụng chế độ chiếu sáng trực tiếp.
4.3. Lựa chọn hệ thống và đèn chiếu sáng trong PXSCCKChọn hệ thống đèn chiếu sáng Chọn hệ thống đèn chiếu sáng
Việc chọn hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo được các yêu cầu chiếu sáng và ưu điển của hệ thống chiếu sáng.
Hệ thống chiếu sáng chung: khi yêu cầu đảm bảo độ sáng đồng đều trên mặt bằng sản xuất, không đòi hỏi cường độ làm việc của thị giác cao và lâu, không thay đổ hướng chiếu sáng trong quá trình làm việc.
Hệ thống chiếu sáng cục bộ: khi nơi làm việc có các bề mặt công tác khác nhau yêu cầu độ chiếu sáng khác nhau và được chia thành từng nhóm ở các khu vực khác nhau trên mặt công tác.
Hệ thống chiếu sáng kết hợp: khi những nơi mà thị giác cần phỉa làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu.
Vì vậy đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí đòi hỏi chính xác cao trong quá trình làm việc ta nên chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại đèn chiếu sáng
Thường dùng hai loại đèn sau đẻ chiếu sáng cho các hệ thống: + Bóng đèn sợi đốt.
+ Bóng đèn huỳnh quang.
Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quan mà thường sử dụng bóng đèn sợi đốt. Vì đèn huỳnh quang tạo ánh sáng không liên tục (chớp nháy với tần số 50Hz) gây ra các ảo giác về chuyển động quay đối với các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, đẽ gây tai nạn lao động. Vì vậy sử dụng bóng đèn sợi đốt cho PX SCCK.
4.4. Xác định số lượng và công suất đèn chiếu sáng trong PXSCCK4.4.1. Phương pháp tính toán 4.4.1. Phương pháp tính toán
Phương pháp điểm: bỏ qua quang thông phản xạ, thường để tính toán cho nhwnwngx nơi chiếu sáng ngoài trời, chiếu sáng lối đi, những nơi có phản xạ thấp như hầm lò, bến cảng, đường đi…
Phương pháp quang thông: tính đến sự phản xạ ánh sáng, thường dùng cho trường hợp chiếu sáng trong nhà và hội trường…
Tùy từng địa điểm cần chiếu sáng mà ta áp dụng phương pháp tính thích hợp, chọn được hệ thống chiếu sáng hợp lí, tiết kiệm, thuận lợi tho vận hành và bảo dưỡng cũng như sửa chữa, thay thế khi có sự cố xảy ra.
h2 = 0,8 mh1 = 0,7 m h1 = 0,7 m
H h = 4,5 m h = 4,5 m
Phương pháp hệ số sử dụng quang thông.
Phương pháp sử dụng hệ số quang thông được sử dụng để tính toán trong phân xưởng sửa chữa cơ khí do có tính đến sự phản xạ ánh sáng trong phân xưởng. Vì ta chọn hệ thống chiếu sáng chung nên để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng SCCK ta dùng phương pháp hệ số sử dụng quang thông.
Nội dung phương pháp tính sử dụng hệ số quang thông (các thông số cần xác định trong phương pháp sử dụng hệ số quang thông):
Hệ số dử dụng quang thông Ksdqt tra bảng theo các hệ số phản xạ của tường, nền, trần và loại đèn, hình dạng … [phụ lục VIII.1 sách TKCĐ trang 324]
Ksdqt = f (ρtr, ρt, ϕ, loại đèn). (4.2) Mặt khác Ksdqt xác định: ΦΣ Φ = hi sdqt K (4.3) Chỉ hệ số hình dạng của phòng: ( ) . 1 1 1 1 1 H a b b a + = ϕ (4.4) Trong đó:
+ a1, b1 [m]: Chiều dài và chiều rộng của phòng.
+ H [m]: Độ cao treo bóng đèn so với bề mặt thiết bị làm việc. Độ cao treo đèn so với mặt thiết bị làm việc H:
Hình 4.1. Độ cao treo đèn. Xác định độ cao treo bóng đèn so với mặt thiết bị:
H = h - h1 - h2 (4.5) Trong đó:
h [m]: chiều cao nhà xưởng.
h1[m]: khoảng cách từ trần đến bóng đèn h1 = 0,5 ÷0,7m. h2[m]: độ cao mặt bằng làm việc h2 = 0,7÷1m.
Quang thông hữu ích : Φhi = Etb.S.Kdtr [Lm] Trong đó:
+ Etb [Lx] là độ rọi trung bình. + S [m2] là diện tích chiếu sáng.
+ Kdtr là hệ số dự trữ tra bảng theo tính chất của môi trường [bảng B5.2 trang 124 sách TKCĐ].
Độ rọi trung bình Etb: Emin = [Lx] (4.6) Trong đó:
+ Emin [Lx] là độ rọi tiêu chuẩn, chọn theo loại hình công việc [B5.3 sách TKCĐ trang 135].
+ Z là hệ số tính toán, thường Z = 0,8 ÷ 1,4. Thay lại công thức trên ta có:
Kdtqt = ΦΣ Φhi = ΦΣ dtr tbSK E . . Ф∑ = dtqt dtr K Z K S Emin. . . (4.7)
Quang thông mỗi bóng được xác định:
Ф0 = dtqt dtr K n Z K S E . . . . min (4.8) Trong ó:n l t ng s bóng èn trong di n tích c n chi u sáng.đ à ổ ố đ ệ ầ ế
Xác định tỷ số L/H để xác định khoảng cách giữa các bóng đèn với nhau. Tùy từng đối tượng chiếu sáng mà lựa chọn tỷ số L/H, từ đó tính ra L [m]. Kết hợp l với diện tích cần chiếu sáng để tính số bóng đèn cần thiết
4.4.2. Tính toán số lượng và công suất đèn chiếu sáng
Trong phân xưởng sản xuất, dự định dung bóng đèn sợi đối Phân chia các khu vực chiếu sáng trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành các khu vực sau:
+ Khu vực: Bộ phận sửa chữa điện và kho linh kiện điện năng. + Khu vực: Kho phụ tùng.
+ Khu vực: Bộ phận sửa chữa cơ khí. + Khu vực: Phòng thí nghiệm.
+ Khu vực: Bộ phân dụng cụ
a) Bộ phận sửa chữa điện và kho linh kiện điện năng.
Trong phân xưởng sản xuất, dự định dung bóng đèn sợi đốt. Tra bảng 5.3 – TKCĐ ta chọn độ rọi tiêu chuẩn cho khu vự này Emin = 30 Lx.
Căn cứ vào các thông số ta có: h = 4,5m h1 = 0,7m h2 = 0,8m H = h – h1 – h2 = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3m.
Tra bảng bóng đèn sợi đốt, bóng vạn năng có tỷ số L/H = 1,8 là hợp lí nhất . L = 1,8.3 = 5,4 (m)
Căn cứ vào kích thước khu vực này (18,75m x 11,25m) ta chọn L ≈ 4,7 m, như vậy đèn sẽ được bố trí thành 4 dãy cách nhau là 4,7m, cách tường là 2,35m. Tổng cộng có 9 bóng, mỗi dãy 3 bóng, thực tế thì do phòng linh kiện chiếm chỗ lên 2 dãy bị khuyết đi tổng cộng 3 bóng. Vì vậy khi tính toán thì ta lấy là n’ = 12 bóng, nhưng khi tính công suất tổng thì ta lấy thực tế là n = 9 bóng.
Xác định chỉ số phòng của khu vực này: φ = ≈ 2,3
Lấy hệ số phản xạ của tường là 50%, của trần là 30%, tra bảng tìm được hệ số sử dụng là: Ksdqt = 0,42, lấy hệ số dự trữ k = 1,5; hệ số tính toán Z = 1,2 được quang thông của mỗi đèn là:
Ф0 = = 2261(Lm)
Tra bảng ta chọn bóng 200W – 220V có ФB = 2529 Lm.
Tổng công suất của khu vực này là: P1 = 9.200 = 1800W = 1,8 kW. b) Các khu vực còn lại.
Tính toán tương tự cho các khu vực còn lại ta có bảng số liệu sau:
Bảng 4.1. Tính toán công suất chiếu sáng cho các khu vực PX SCCK Tên khu vực φ Ksdqt Emin
Lx Ф0 Lm ФB Lm n P0 W Pi kW
Bộ phận sửa chữa điện. 2,3 0,42 30 2261 2529 9 200 1,8
Kho phụ tùng. 1 0,32 20 2110 2529 2 200 0,4
Kho linh kiện điện năng. 1 0,26 20 2380 2528 2 200 0,4 Bộ phận sửa chữa cơ khí. 3,2 0,45 30 2514 2528 15 200 3
Phòng thí nghiệm. 0,89 0,3 30 2056 2528 2 200 0,4
Bộ phân dụng cụ. 4,07 0,47 30 2513 2528 27 200 5,4
Tổng công suất chiếu sáng của PX. 11,4 kW
4.5. Thiết kế mạng điện chiếu sáng cho PXSCCK
4.5.1.Lựa chọn thiết bị cho mạng điện chiếu sáng
Đặt riêng một tủ chiếu sáng cạnh cửa ra vào lấy điện từ tủ PP cỉa phân xưởng. Tủ gồm một Atomat tổng (loại 3 pha 4 cực) 14 Atomat nhánh(loại 1 pha) mỗi Atomat cấp điện cho một dãy bóng đèn loại 200W. Căn cứ vào tính bảng số liệu tính toán trên ta lựa chọn các thiết bị cho mạng điện chiếu sáng phân xưởng.