Как выбрать качественные промышленные светильники для производства: 7 реальных примеров

Почему для производства необходимо качественное освещение

Представим, что есть условный цех, в котором изготавливаются какие-то металлические изделия. Чем же освещения в нем отличаются от той же квартиры? Давайте порассуждаем.

1. Размеры помещений

Для производства необходим минимальный набор инструментов и оборудования. Обычно, в зависимости от технологии, речь идет о станках для обработки поверхности металла или его изгибания, сверления в нем отверстий, нанесения защитного покрытия или гравировки, и многое другое.

Станки занимают достаточно много места, а между ними нужно постоянно перемещаться персоналу или транспортировать заготовки. Дополнительно сам металл, который обрабатывается, нужно где-то принимать и хранить, чтобы предприятие не зависело от логистических издержек. На все это требуется значительное пространство. Поэтому обычно промышленные предприятия располагаются в цехах площадью от сотен до тысяч квадратных метров, а высота потолков может быть и 5, и 15 метров.

Вряд ли домашние «споты» или люстры на 5-10 Вт смогут создать нормальное комфортное освещение. Здесь нужны светильники значительно большей мощности, которые создадут достаточный световой поток.

2. Условия эксплуатации

В процессе обработки металла или дерева в воздух может попадать много частиц пыли. Если светильник не имеет какой-то дополнительной защиты, то пыль быстро оседает на компонентах схемотехники. В результате ухудшается теплоотвод и повышается уровень статического электричества — это приводит к ускоренной деградации и выходу из строя.

Есть еще много нюансов, в зависимости от особенностей производства. Например:

• В помещении может производиться мойка оборудования, просто присутствовать постоянно высокая влажность, или светильник может располагаться под открытым небом. В таком случае его корпус должен быть надежно защищен от попадания влаги, иначе она может привести к коррозию или замыканию контактов на плате.
• Если речь идет о холодильной или морозильной камере, то светильник должен выдерживать температуру по крайней мере до -30…-40 °C. А если освещение требуется в цехе, где производится стекло или варится пиво, то не лишним будет устойчивость к температуре 40…50 °C.
• Периодически при пуске мощного оборудования или в процессе сварки в сети могут возникать броски или просадки напряжения, импульсные помехи и так далее. Схемотехника простых светильников без дополнительных защит не выдержит подобные условий эксплуатации и быстро «перегорит».
• На некоторых производствах есть риск механического повреждения светильника. Например, если в процессе транспортировки оборудования погрузочная техника при подъеме случайно зацепит светильник.

3. Трудности замены

Если светильник подобран неправильно или не отличается высоким качеством, то в подобных жестких условиях он выйдет из строя намного раньше, чем заявляет производитель. Что делать дальше? В квартире все просто: стали на стул, выкрутили сгоревшую лампочку, поставили новую и забыли.

Но представьте, что светильник висит на высоте метров 10, а все пространство под ним заставлено оборудованием. В таком случае нужно вызывать специальный подъемник, а эксплуатирующий персонал должен иметь соответствующий допуск к работе на высоте. Аренда подобной техники стоит очень дорого, да и к тому же для ее доступа иногда приходится перемещать тяжелое оборудование.

4. Последствия недостаточной освещенности

В домашних условиях все, чем может обернуться низкий световой поток — вы не сможете с комфортом почитать книгу. В крайнем случае, включите дополнительный светильник или пересядете.

С производством так не получится. На нем трудятся десятки или сотни сотрудников, и у каждого есть свое рабочее место. В зависимости от особенностей работы, к освещению предъявляются особые требования. Вот лишь некоторые примеры из нашей практики:

• Нужно вручную паять на платы крошечные электрокомпоненты вроде резисторов, конденсаторов или микросхем. Недостаточная освещенность приводит к повышенной утомляемости и банальному браку — рабочий просто не заметит, что плохо пропаял какой-то контакт.
• На производстве ткани или мебели сотрудники отдела технического контроля должны внимательно проверять, соответствует ли продукция требуемому цвету. Для этого нужно не только достаточное освещение, но и правильная цветопередача освещения.
• При работе с фармпрепаратами нужно постоянно контролировать надписи на этикетках, и в целом сохранять внимание и концентрацию в течение рабочего дня, поскольку цена ошибки слишком высока. На это влияет в том числе цветовая температура — то, насколько свет более теплый или холодный.

На какие нормативы освещения производственных помещений нужно ориентироваться

Для производственных помещений есть два основных документа, в которых указаны рекомендуемые параметры освещенности в люксах:

1. СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» — единый свод правил, пришедший на смену СНиП 23-05-95. Данные по производственным помещениям общепромышленного назначения приводятся в таблице Л.2 из приложения.

2. Если данных по объекту нет в СП, то можно обратиться к другому документу: ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий» (раздел 5 «Нормы освещения»). В зависимости от назначения помещений на производстве, требования по освещенности может отличаться:

Требования ГОСТ Р 55710-2013 к освещению производства

Тип производства	Освещенность, люкс*	Таблица, №
Сельское хозяйство	50, 200	11
Хлебопекарни	300, 500	12
Производство бетона, цемента, кирпича и изделий из них	50, 200, 300	13
Производство керамики, плит, стекла и изделий из них	50, 300, 750, 1000, 1500	14
Химическая, пластмассовая и резиновая промышленности	50, 150, 300, 500, 750, 1000	16
Электротехническая промышленность	300, 500, 750, 1000, 1500	17
Ювелирное производство	500, 1000, 1500	19
Бумажное производство	200, 300, 500	20
Пищевая промышленность	200, 300, 500, 1000	22
Литейное производство	50, 100, 200, 300, 500	24
Кожевенное производство	200, 300, 500, 1000	25
Типографии	500, 1000, 1500, 2000	26
Металлообработка	200, 300, 500, 750, 1000	30
Автомобильная промышленность	300, 500, 750, 1000	32
Металлургическое производство	50, 150, 200, 300, 500	33
Деревообрабатывающая промышленность	50, 150, 300, 500, 750, 1000	35
Текстильная промышленность	100, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500	37

Соответственно, световой поток светильников и их взаимное расположение должны создавать на рабочей поверхности (столе или на полу) освещенность не меньше, чем приводится в нормативных документах.

Чтобы добиться этого, при подборе светильников лучше всего заранее провести светотехнический расчет на компьютере. Обычно его проводят инженеры-светотехники работают в специальной программе DIALux. В нее загружаются параметры помещения (размеры, планировка, расположение оборудование) и тип светильника, после чего программа сделает все сама. На выходе вы получаете точный план расположения светильников и их количество.

На что обратить внимание при подборе промышленного светодиодного светильника

Промышленные светильники отличаются от обычных прежде всего тем, что могут гарантированно работать в жестких условиях, и при этом не выйдут из строя. Вот на какие 10 особенностей стоит ориентироваться при подборе.

1. Световой поток, мощность и светоотдача

Самые важные параметры, от которых зависит качество освещения и количество потребленной электроэнергии.

Световой поток измеряется в люменах (Лм), мощность — в ваттах (Вт). Обычно чем больше мощность, тем больше света будет излучать светильник. Но это верно не всегда, поскольку зависит от эффективности применяемых светодиодных модулей. Параметр, который определяет, сколько Вт преобразуется в Лм, называется светоотдачей (Лм/Вт). Чем светоотдача выше, тем меньше светильник потребляет тока при том же световом потоке.

Чтобы понять, какой световой поток потребуется, есть простое правило: 1000 люмен на каждый метр высоты. Если высота цеха составляет 10 метров, то световой поток должен быть не ниже 10 000 люмен. Сколько при этом составит мощность светильника, зависит от его модели и показателя светоотдачи.

2. Материал корпуса

Чем больше мощность светильника, тем больше тока он потребляет. Следовательно, больше тепла выделяется в процессе работы. Если корпус пластиковый, то при мощности больше 72 Вт (по нашему опыту) часть тепловой энергии не будет успевать рассеяться, что приведет к повышенному нагреву светодиодов. В результате ускоряется деградация их кристаллов: светодиоды начинают хуже светить, а через время выходят из строя.

Хорошая альтернатива — металлический корпус. Обычно изготавливается из алюминиевого профиля с дополнительными ребрами охлаждения, что улучшает теплопроводность и продлевает срок службы светодиодных модулей.

3. Степень пылевлагозащиты

Для того, чтобы светильник надежно проработал в самых жестких условиях, его схемотехника должна быть надежно защищена от попадания влаги или пыли. Степень защиты определяется так называемым классом IP: более подробно это описано в стандарте ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)».

Код IP состоит из двух цифр: первая отвечает за защиту от пыли (максимум 6), вторая — за защиту от воды (максимум 9).

Класс пылевлагозащиты

Первая цифра кода IP	Вторая цифра кода IP
0 — нет защиты	0 — нет защиты
2 — защищено от попадания частиц диаметром больше 12,5 мм	2 — защищено от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол 15˚
3 — защищено от попадания частиц диаметром больше 2,5 мм	3 — защищено от воды, падающей в виде дождя
4 — защищено от попадания частиц диаметром больше 1 мм	4 — защищено от сплошного обрызгивания
5 — пылезащищенное	5 — защищено от водяных струй с любого направления
6 — пыленепроницаемое	6 — защищено от сильных водяных струй с любого направления
	7 — защищено от воздействия при временном погружении в воду
	8 — защищено от воздействия при длительном погружении в воду
	9 — защищено от горячий струй воды под высоким давлением

Промышленные светильники обычно встречаются трех основных видов:

• IP40 — подходят для относительно чистых помещений вроде производства лекарств.
• IP54 — подходят для достаточно запыленных помещений, или в случаях кратковременного попадания воды.
• IP65 — можно устанавливать в самых жестких условиях.

Конструктивно светильники с разным IP обычно отличаются наличием дополнительных уплотнений в местах примыкания стекла и корпуса, а также герметизацией ввода кабеля.

4. Рабочая температура

В зависимости от условий производства, может потребоваться более широкий диапазон. Например, обычный светильник для офиса обычно имеет рабочую температуру от 0 до +40 °C. Промышленные чаще всего производятся со схемотехникой и блоком питания, которые выдерживают температуру от -40 °C до 50 °C.

Дополнительно качественные светодиодные светильники для производственных помещений снабжаются дополнительным «дышащим» клапаном. Он позволяет «стравить» лишнюю влагу, когда окружающая температура опускается ниже точки росы, и внутри появляется риск образования конденсата.

5. Электрические защиты

На производстве броски напряжения из-за запуска мощного оборудования или старой подстанции — нормальное явление. Однако это может быть чревато выходом из строя для чувствительной схемотехники, особенно если она не имеет дополнительных защит. Светодиодные светильники — не исключение.

Внутри них есть блок питания (его еще называют драйвер), которые преобразует переменный ток напряжением 220 В в постоянный, с напряжением 12 или 24 В. Однако если напряжение на входе слишком низкое или высокое, то схемотехника драйвера работает в перегруженном режиме. Со временем это приводит к мерцанию светильника и выходу его из строя. То же относится к импульсным помехам, случайному появлению 380 В вместо 220 В из-за неправильного подключения, и так далее.

В качественных промышленных светильниках используются драйверы со встроенными защитами:

• Гальванической развязкой, что позволяет не допускать прохождения через блок питания бросков;
• Защитой от импульсных помех, короткого замыкания, холостого хода, превышения выходного напряжения и мощности;
• Расширенным диапазоном входного напряжения.

6. Линзованная оптика

Как мы говорили выше, в производственных помещениях обычно достаточно много оборудования вроде станков или стеллажей. В некоторых случаях расстояние между ними достаточно небольшое — нужно сделать так, чтобы как можно больше света от светильника попадала в это пространство.

Для этого светильники комплектуются линзованной оптикой. Она позволяет сделать луч света более направленным. Стандартно речь идет об угле расхождения (кривой силе света — КСС) 120 ̊, но при установке линз эту величину можно уменьшить до 90 ̊ или 60 ̊.

7. Рассеиватель

Для защиты глаз сотрудников от слишком яркого света, промышленные светильники часто комплектуются специальным опаловым рассеивателем. Он позволяет убрать эффект «световых полос», но при этом световой поток светильника уменьшается на 15-30%. Это важно учитывать при подборе.

8. Индекс цветопередачи CRI

Характеристика светильников, которая показывает, насколько хорошо можно различать цвета в помещении. Например, если сотрудники службы технического контроля проверяют отгружаемую мебель и должны точно видеть ее оттенок. В этом случае от индекса цветопередачи напрямую зависит процент брака и количество жалоб потребителей.

9. Цветовая температура

Для промышленных светильников также важен параметр, от которого зависят ощущения сотрудников в процессе работы — цветовая температура (измеряется в кельвинах, К). Чем свет холоднее, тем выше концентрация работников, но при этом и выше утомляемость. Чем более теплое освещение, тем комфортнее.

Идеальное значение для производства — нейтрально белый цвет температурой 4000-5000 К.

10. Дополнительные опции

Современные светильники могут дополнительно снабжаться:

• Блоком аварийного питания (БАП) — устройства, которые позволяют светильнику работать даже при пропадании электроэнергии на несколько часов.
• Датчиком движения — отличное решение для того, чтобы меньше платить за счета на электроэнергию. Особенно если на производстве есть зоны, в которых не требуется постоянное освещение: например, склад или серверная.

Семь примеров освещения производств

На примере наших заказчиков покажем, насколько важно правильно подходить к выбору промышленных светильников, и какие нюансы приходится учитывать на реальном производстве.

Пример 1. Модернизация освещения в швейном цеху

Задача. Швейная фабрика из Москвы решила модернизировать устаревшее освещение — 30 светильников по 72 Вт каждый, расположенных в длинном цеху. Причина была в недостаточном уровне освещенности, порядка 200 лк. По нормативным требованиям, для столь мелкой работы нужно не менее 400 лк. Дополнительная проблема — потребление электроэнергии. Заказчик хотел не только повысить освещенность, но при этом чтобы плата за потребленную электроэнергию существенно не выросла.

Требования:

• Цветовая температура — 5000 К, а индекс цветопередачи — 90, для лучшей различимости цветов.
• Защита IP65 — поскольку в помещении может присутствовать достаточно много мелких частиц ткани и нитей.
• Защита от перенапряжения — со слов заказчика, качество электроэнергии оставляло желать лучшего.

Реализация. Первым делом выполнили светорасчет, который показал — вместо 30 светильников вполне хватит 12, если их подвесить на тросах пониже, прямо над рабочими местами. При этом вместо 72 Вт отлично подойдут 50 Вт светильники FS-MAN-S.

Пример 2. Освещение на производстве пиломатериалов

Задача. Заказчик изготавливает и продает клееные брусья для межкомнатных дверей, вагонку для обшивки балконов и саун, половые доски и многое другое. Имеет полный цикл производства: от обработки исходного сырья до создания готового изделия. За несколько лет эксплуатации старое светодиодное освещение пришло в негодность: появилось сильное мерцание, из-за чего сотрудникам было очень некомфортно работать.

Требования:

• Высокая освещенность — сотрудники должны хорошо различать качество поверхности древесины в процессе обработки.
• Степень защиты IP65 — из-за того, что в некоторых помещениях присутствует постоянная взвесь древесной пыли.
• Прочный корпус — поскольку продукция складируется высокими штабелями, и при разгрузке светильник легко могут повредить.

Реализация. Под задачу идеально подошли промышленные светильники для цеха «Вектор» в алюминиевом корпусе, с прочным креплением и надежной защитой от пыли и механических повреждений. На все помещения потребовался 21 светильник мощностью на 50 и 80 Вт — итоговая освещенность соответствует требованиям СП и ГОСТ.

Пример 3. Замена освещения на предприятии по металлообработке

Задача. Компания из Подмосковной Истры занимается производством профилей для металлопластиковых окон. В двух цехах размером 30х80 метров требовалось заменить старые люминесцентные лампы, порядка 100 штук. Причина — огромные счета за электроэнергию и регулярный выход из строя, из-за чего сотрудники вынуждены были лезть на высоту 5-6 метров и менять их самостоятельно.

Заказчик сам подобрал бюджетные светодиодные светильники китайского производства, заменил все разом и радовался тому, что теперь нужно меньше платит в месяц. Но через месяц светильники стали выходить из строя даже чаще, чем старые люминесцентные лампы.

Требования:

• Матовый рассеиватель и цветовая температура 5000 К — старые светильники. имели прозрачные рассеиватель и температуру 6500 К, из-за чего сотрудникам было очень некомфортно работать.
• Изменить расположение светильников — старые были подвешены на тросах в хаотичном порядке, и часть зон была плохо освещена.

Реализация. Мы изучили вышедшие из строя светодиодные светильники и убедились, что проблема — в вышедших из строя блоков питания. В электросети предприятия наблюдались скачки напряжения из-за частых запусков электродвигателей станков.

После этого предложили промышленные светодиодные светильники АЙСБЕРГ FS-MAN-S в модификации с гальванической развязкой блока питания, опаловым рассеивателем и цветовой температурой 5000 К. Дополнительно провели светотехнический расчет, на основании которого изменили расстановку, уменьшили высоту подвеса и количество светильников. На оба цеха хватило 55 светильников.

Пример 4. Освещение мебельного производства

Задача. Заказчик — небольшое предприятие, которое производит кухонную мебель под заказ. Работает в арендуемом помещении, в котором до этого стояли люминесцентные лампы. В какой-то момент стали замечать, что увеличилось количество брака. Провели расследование, и выяснили, что проблема — в слишком слабом световом потоке и низком индексе цветопередачи, из-за чего сложно различать цветовые оттенки и оценивать качество шлифовки поверхности

Требования:

• Электрическая защита — на предприятии работают шлифовальные и фрезерные станки, и дополнительно периодически включается компрессор из-за пневмоинструмента. При запуске заказчик заметил, что в сети появляются скачки напряжения.
• Степень защиты IP65 — из-за запыленности.
• Индекс цветопередачи CRI 90.
• Крепление должно совпадать со старыми лампами — чтобы не пришлось ничего переделывать.

Реализация. Мы предложили бюджетное решение — светильники FS-MAN-S, имеющие драйвер с гальванической развязкой. Эти модели имеют соответствующую степень защиты и крепление, полностью соответствующее люминесцентным лампам.

Пример 5. Модернизация советского завода в Тульской области

Задача. Заказчик выиграл грант на восстановление заброшенного завода КЗЛМК (Киреевский завод легких металлоконструкций) 1964 года постройки. На его базе планировалось создать предприятие по производству нетканного полотна: например, геотекстиля.

С нашей стороны требовалась комплексная работа. И в том числе — организовать освещение в огромном цехе 280х30 метров, с высотой потолков 16 метров.

Требования:

• Освещенность не ниже 500 люкс — согласно требованиям СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение».
• Надежность — поскольку замена светильников на высоте 16 метров очень проблематична.

Реализация. Заказчик остановился на промышленных светильниках «Терра» FS-MAN-T мощностью 200 Вт: они имеют металлический корпус с дополнительными ребрами охлаждения, драйвер с защитами и гальванической развязкой, гарантийный срок 5 лет и светоотдачу до 170 Лм/Вт. С учетом того, что на цех потребовалось 184 светильника, это давало бы отличную экономию: такую же освещенность дали бы «стандартные» светильники на 250 Вт.

Пример 6. Освещение на производстве двигателей

Задача. Предприятие LIEBHERR находится в деревне Митькино Московской области и производит холодильную и строительную технику, а также двигатели: как дизельные, так и бензиновые. В новом построенном цехе, в котором будет производиться мойка ДВС, требовалось организовать освещение. Высота 6 метров, размер — 8х19 метров.

Требования:

• Высокая освещенность — обслуживающий персонал должен хорошо различать все детали ДВС, чтобы не оставалось неосвещенных зон.
• Надежность — демонтировать светильник будет очень сложно из-за высоты шесть метров, а также высокой плотности оборудования в цеху.
• Отсутствие бликов — нужна комплектация с опаловым рассеивателем, чтобы исключить вероятность ослепления работник от бликов на водяной пленке на полу.
• Степень защиты IP67 — внутри помещения будет постоянно высокая влажность, и заказчик решил перестраховаться.

Реализация. Мы провели светотехнический расчет, на основании которого предложили 12 промышленных светильников серии «Терра» FS-MAN-T мощностью 100 Вт. Кроме высокой надежности из-за драйвера с гальванической развязкой, заявленного срока службы 100 000 часов и степени защиты IP67, в комплекте со светильниками идут монтажные консоли. С их помощью можно обеспечить простой монтаж к металлическим фермам под потолком.

Пример 7. Освещение производства мощных насосов

Задача. Заказчик специализируется на производстве компрессорного и насосного оборудования мощностью порой до сотен киловатт. Сборка проходит в двух цехах площадью 800 квадратных метров, а высота потолков составляет 11 метров.

Изначально в промышленных цехах стояли 200 купольных светодиодных светильника мощностью 150 Вт. В какой-то момент они начали массово выходить из строя, при этом сильно мерцая.

Требования:

• Надежность — нужно было установить причину поломки старых светильников и предложить решение, которое бы прослужило несколько лет без нареканий.

Реализация. Чтобы разобраться в причинах, мы выехали на объект и провели измерения напряжения в электросети заказчика. Результат показал, что кратковременные провалы достигали 150 В и были связаны с пробными пусками мощного оборудования. Из-за того, что драйверы старых светильников имели порог 190 В, это приводило к мерцанию, работе в перегрузе и выходу из строя.

Чтобы решить проблему, специально для заказчика мы разработали специальную версию светильников «Север Про», обладающую:

• Улучшенным теплоотводом за счет дополнительных ребер охлаждения — это снижало температуру светодиодов и замедляло процесс деградации кристаллов.
• Вынесенным на корпус драйвером с IP67 — чтобы дополнительно снизить тепловыделение внутри светильника.
• Всеми возможными электрическими защитами, гальванической развязкой питания, а также расширенным диапазоном входного напряжения от 100 до 240 В. Это позволяло надежно работать даже в столь жестких условиях эксплуатации.

Что важно запомнить

1. Качественное освещение производства необходимо по нескольким причинам: жесткие условия эксплуатации, сложность замены, а также влияние на здоровье работников, утомляемость и производительность труда.
2. Освещенность производственного помещения должна соответствовать нормативным требованиям, указанным в двух документах: СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение» и ГОСТ Р 55710-2013 «Освещение рабочих мест внутри зданий».
3. Перед приобретением партии промышленных светильников лучше выполнить светотехнический расчет в программе DIALux. Он позволит учесть множество факторов и точно понять, сколько потребуется светильников и как они должны быть расположены.
4. При подборе светодиодных светильников для производства нужно учитывать следующие характеристики:
   - Световой поток, мощность, светоотдача (универсальное правило — 1000 люмен на один метр высоты монтажа);
   - Материал корпуса (пластик или металл);
   - Степень пылевлагозащиты (IP40, IP54 или IP65, в зависимости от технологического процесса);
   - Электрические защиты драйвера и наличие гальванической развязки (позволяет работать в условиях бросков напряжения или старой проводки);
   - Линзованная оптика (для правильного распределения света в проходах между оборудованием);
   - Индекс цветопередачи (не менее CRI 80);
   - Цветовая температура (оптимально 4000-5000 К);
   - Возможность комплектации БАП и датчиками движения.