מוצרי תאורה תעשייתית כוללים מערכות תאורה המיועדות ליישום בנדל"ן מקורה או מקורה במגזר התעשייתי. לרוב גופי התאורה התעשייתיים יש יישומים צולבים במתקנים מסחריים ונופש כגון חנויות קמעונאיות גדולות, אולמות כושר, מרכזי כנסים, אולמות תצוגה ובניינים עם חללי תקרה נרחבים וגבוהים. מדריך זה ידריך אותך במידע על מערכות תאורה המותקנות בסביבות תעשייתיות. מעטים הדברים שמשפיעים על מתקן תעשייתי יותר מאשר תאורה. מנקודת מבט תפעולית, תנאים חזותיים אופטימליים יכולים לשפר את הפרודוקטיביות או הביצועים, לשפר את הבטיחות והאבטחה ולהפחית את מספר השגיאות ותאונות האבוד. עבור ניהול מתקנים, פתרון תאורה תעשייתי אידיאלי יספק ROI טוב (החזר על השקעה) באמצעות חיסכון באנרגיה ותחזוקה תוך יכולת לשרוד בסביבות תעשייתיות מאתגרות. תכנון תאורה מוצלח למתקן תעשייתי מודרני מחייב אפוא שימוש במערכות תאורה המצטיינות ביעילות ובאמינות, ובו זמנית מספקות אור וביצועים פוטומטריים באיכות גבוהה.
סוגי מתקני תעשייה
ישנן שתי קטגוריות עיקריות של מתקנים תעשייתיים: מתקני אחסון ומתקני ייצור.
מתקני אחסנה הם קטגוריית הנדל"ן התעשייתי הגדולה ביותר. תכונות הליבה המבדילות של מחסנים הן עיצוב כללי של הבניין (בדרך כלל בצורת מלבני), גובה תקרה (16 עד 80 רגל) ויכולות העמסה. ניתן לחלק מחסנים נוספים למחסנים אזוריים, מחסנים בתפזורת, מתקני הפצה כבדים, מתקני אחסון קר ומחסנים נתמכי מתלים. מחסנים אזוריים בדרך כלל אינם עולים על 100,000 רגל מרובע ושטח דייר ממוצע עולה על 20,000 מרובע. גובה התקרה שלהם הוא בדרך כלל בטווח של 16 עד 24 רגל. למחסנים אזוריים יש שימוש מגוון לדיירים. חלקם מיועדים לאחסון סחורות, אחרים משמשים כמתקני הפצה. מחסנים בתפזורת משמשים לאחסון כמויות גדולות של סחורות. למתקנים אלה גודל מינימלי של 100,000 רגל רבוע וגובה תקרה מינימלי של 20 רגל. מבני הפצה כבדים דומים לאלה של מחסנים בתפזורת, אבל יש להם גודל גדול יותר (100,000 - 500,000 רגל רבוע), וגובה תקרה מינימלי של 24 רגל. דיירים אופייניים במתקנים אלו הם חברות לוגיסטיות. מתקן אחסון קר או חלוקה בקירור המיועד בעיקר לעיבוד והפצת מזון כולל בדרך כלל קטע רצפת מקפיא, צידנית ואזור אחסון יבש. בניינים הנתמכים על מתלים משתמשים בשורות של מדפי ארגז, או מתלים, כדי למקסם את ניצול השטח. בדרך כלל, כל מתלה בגובה מספר קומות. ככזה, לבניינים הנתמכים על מתלים עשויים להיות תקרות גבוהות עד 78 רגל. המעברים הצרים הגבוהים שהוקמו על ידי מדפי המחסנים יכולים ליצור אתגרי תאורה וחוסר יעילות.
למתקני ייצור מאפיינים פיזיים הכוללים את תהליכי הייצור כגון ייצור, הרכבה, תת-הרכבה וגימור, כמו גם בקרת איכות, אחסנה ולוגיסטיקה. מתקני ייצור מתחלקים בדרך כלל לשתי קבוצות: מבני ייצור קלים ומבני ייצור כבדים. לבניינים של ייצור קל יש גודל קטן מ-100,000 רגל רבוע וגובה תקרה בטווח של 14 עד 24 רגל. למתקני ייצור כבדים יש גודל בניין ממוצע של יותר מ-300,000 רגל רבוע, גובה תקרה מינימלי של 16 רגל וגובה מקסימלי של כ-60 רגל. מלבד מבנים אלה, האנגרים של נמל תעופה מסווגים גם כמתקני ייצור. האנגרים של נמלי תעופה המבצעים תיקון ותחזוקה דומים בגודלם למבני ייצור כבדים וגובה התקרה עולה בדרך כלל על אלו של מבנים הנתמכים על מתלים.
ישנן קטגוריות אחרות של מתקנים, המהווים אחוז קטן מהנדל"ן התעשייתי. קטגוריות אלה כוללות מתקני פלקס, ריבוי דיירים, הובלה וטלקומוניקציה. מתקנים גמישים מתייחסים לבניינים גמישים המשמשים את דיירי הטכנולוגיה והשירותים לפעילויות מחקר, פיתוח, בדיקה או תצוגה של מוצרים. מתקני ריבוי דיירים מיועדים להכיל מספר רב של דיירים. מתקני הובלה מסווגים כמסוף משאיות ומטען אווירי. מתקני טלקומוניקציה הם בדרך כלל מרכזי נתונים/מתג.
אזורים מסווגים
בסביבות תעשייתיות יש מגוון של תנאי תפעול שאינם נמצאים במגזרים אחרים. גופי תאורה תעשייתיים עשויים להיות נתונים לסביבות קשות ומסוכנות. סביבות אלו מסווגות ונקבעים כללים לסוגי גופי התאורה שניתן להתקין בהן.
מקומות מסוכנים
מקומות מסוכנים הם אזורים שבהם עלולות להתקיים סכנת שריפה או פיצוץ עקב נוכחותם של גזים דליקים, אדים, נוזלים, אבק, סיבים דליקים או מעופפים. בצפון אמריקה, אזורים אלו מוגדרים בקוד החשמל הלאומי (NEC) שפורסם על ידי האגודה הלאומית להגנה מפני אש (NFPA) ובקוד החשמל הקנדי (CEC) שפורסם על ידי איגוד התקנים הקנדי (CSA). מתקני חשמל באיחוד האירופי כפופים להנחיית ATEX 2014/34/EU שהוכנה על ידי הוועדה האירופית לתקינה אלקטרוטכנית (CENELEC). מערכת IECEx מהוועדה הבינלאומית לאלקטרוטכניקה (IEC) פועלת ברחבי העולם בתחומי שיפוט לאומיים ואזוריים רבים.
ה-NEC וה-CEC מגדירים שלוש קטגוריות של מיקומים מסוכנים שסומנו כ-Class I, Class II או Class III.
מיקומים מסוג I הם אלה שבהם עשויים להיות נוכחים גזים דליקים או אדים המיוצרים על ידי נוזלים. כמה מקומות טיפוסיים מסוג I הם בתי זיקוק, אסדות קידוח נפט, מפעלים לעיבוד גז, מתקני LNG, פעולות כרייה, מתקני טיהור שפכים, מפעלי ניקוי יבש שבהם יכולים להיות אדים מנוזלי ניקוי, תחנות שאיבה של צינורות ואזורי גימור בריסוס. בהתבסס על טמפרטורת ההצתה של החומר, הלחץ הנפיץ שלו ומאפיינים אחרים של פוטנציאל ההצתה או הפיצוץ שלו, הגזים והאדים של Class I מחולקים לארבע קבוצות: קבוצה A (אצטילן), קבוצה B (מימן), קבוצה C (אתילן), וקבוצה D (פרופאן).
מיקומים מסוג II הם אלה שהפכו למסוכנים עקב נוכחות של אבק דליק או מוליך חשמלי בכמויות מספיקות כדי להתלקח או להתפוצץ. מקומות טיפוסיים מסוג II כוללים מעליות תבואה, טחנות קמח והזנה, מפעלים המייצרים או משתמשים באבקות מוליכות או מתכת כמו מגנזיום, יצרני זיקוקים, יצרני עמילן או סוכריות, מפעלי טחינת תבלינים, צמחי סוכר ומפעלי קקאו, ערבוב כימי ופלסטיק/ אזורי אחסון, מפעלי הכנת פחם ואזורי טיפול או עיבוד פחמן אחרים. בתוך Class II יש קבוצה נוספת של קבוצות: קבוצה E (אבק מוליך חשמלי), קבוצה F (אבק פחמני) וקבוצה G (אבק חקלאי ופולימרי). הקבוצה נקבעת על פי אופי החומר (טמפרטורת ההצתה ומוליכות האבק).
מיקומי Class III הם אזורים שבהם נמצאים סיבים דליקים בקלות או מעופפים. מקומות טיפוסיים מסוג III כוללים מפעלי טקסטיל, סדנאות לעיבוד עץ, ג'ינס כותנה ומפעלי זרעי כותנה.
כל מחלקה של המקומות המסוכנים מחולקת לשתי מחלקות בהתאם לסבירות שהחומר המסוכן נמצא בריכוז דליק. חלוקה 1 חלה על אזור שבו קיימים ריכוזים דליקים של סכנות בתנאי פעולה רגילים. חלוקה 2 מתייחסת למצב חריג או לא קיים בדרך כלל. החומר המסוכן צפוי להיות כלוא בתוך מיכלים סגורים או מערכות סגורות. סכנות עשויות להיות נוכחות רק כתוצאה מפריצה או התמוטטות מקריים של מיכלים או מערכות כאלה, או עקב פעולות לקויות.
מערכת IECEx/ATEX משתמשת ב-Zones כדי להגדיר מיקומים מסוכנים. מקומות מסוכנים שבהם עשויים להיות אדים או גזים דליקים מחולקים לאזור {{0}}, אזור 1 ואזור 2. אזור 0 מתייחס לאזורים שבהם האדים או הגז הדליקים נמצאים ברציפות או נוכחים לאורך זמן. תקופות זמן. אזור 1 מתייחס לאזורים שבהם האדים או הגז הדליקים עשויים להיות נוכחים בפעולה רגילה. אזור 2 מתייחס לאזורים שבהם האדים או הגז הדליקים אינם נמצאים בדרך כלל בפעולה רגילה. משך הנוכחות האפשרית קצר. מקומות מסוכנים שבהם עשוי להיות אבק דליק מחולקים לאזור 20, אזור 21 ואזור 22. אזור 20 מתייחס לאזורים שבהם האבק הדליק בכמות מספקת לקיים סכנת שריפה או פיצוץ קיים ברציפות או לאורך זמן פרק זמן. אזור 21 מתייחס לאזורים שבהם אבק דליק בכמות מספקת לייצור תערובת נפיצה עשוי להיות נוכח מדי פעם במהלך פעולות רגילות. אזור 21 מתייחס לאזורים שבהם סכנת שריפה או פיצוץ עקב נוכחות אבק דליק לא צפויה להתרחש, ונמשכת רק לפרק זמן קצר אם הוא מתרחש.
לחות גבוהה או אזורים קורוזיביים אטמוספריים
חדירת לחות וקורוזיה הם שני גורמי כשל עיקריים במערכות תאורה תעשייתיות, במיוחד גופי תאורה LED. לחות גבוהה או אטמוספרות קורוזיביות צפויות להיות נוכחות בסביבות תעשייתיות רבות כגון מפעלים ומחסנים כימיים, מתקני עיבוד מזון, מפעלי עיסת ונייר, מפעלי צביעה והדפסה, מפעלי מלט ומתקנים הממוקמים באזורי חוף. גזים קורוזיביים לא רק מחלידים או מתבלים חלקי מתכת חשופים, אלא יכולים גם לחדור דרך מעטפת ה-LED אשר לרוב מבוססת על סיליקון. קורוזיה של מסגרת העופרת המשמשת בחבילות LED בעלות עוצמה בינונית תגרום להפחתה בתפוקת האור. קורוזיה של אלקטרודות או חוטי חיבור תגרום לחוסר המשכיות חשמלית או לעלייה חריגה במתח קדימה. חשיפה לטווח ארוך לסביבת לחות גבוהה לא רק מובילה לקורוזיה. פיזור הלחות בתוך אריזת LED הוא הגורם הבסיסי להיווצרות סדקים בחוטמי סיליקון, כמו גם הדה למינציה בין תבנית ה-LED לחומר המעטפת, כאשר הן הטמפרטורה והן הלחות הם מתחים פעילים. גופי תאורה המותקנים בסביבות לחות גבוהה הם בעלי דירוג מיקום לח או דירוג מיקום רטוב. מיקום לח מתייחס לסביבה הנתונה בדרך כלל או מעת לעת לעיבוי של לחות בתוך, על או בסמוך לציוד חשמלי, וכולל מקומות מוגנים חלקית. מיקום רטוב מתייחס לסביבה שבה מים עלולים לטפטף, להתיז או לזרום על או נגד ציוד חשמלי.
סביבות תעשייתיות עם טמפרטורות סביבה קיצוניות
אתגר נוסף הגלום בהפעלת גופי תאורה לד הוא חום. טמפרטורה גבוהה היא אחד מאיצי הכשל העיקריים במערכות תאורה מבוססות LED. פעולות המערבות טמפרטורות אוויר גבוהות או מקורות חום קורנים הופכות את הניהול התרמי של גופי LED למאתגרים מאוד. כמות החום שניתן לפזר מהנוריות תלויה בשיפוע הטמפרטורה לאורך נתיב זרימת החום מצומת LED לאוויר הסביבה המסתובב סביב גוף התאורה. טמפרטורות סביבה גבוהות באופן חריג קיימות לעתים קרובות ביישומים תעשייתיים. מתקנים תעשייתיים בעלי טמפרטורות סביבה גבוהות כוללים: מפעלי יציקה מברזל ופלדה, מפעלי יציקה אל-ברזליים, סדנאות לטיפול בחום, מפעלי לבנים וקרמיקה, מתקנים למוצרי זכוכית, מפעלי מוצרי גומי, תחנות כוח לדלק מאובנים, חדרי דוודים, מפעלים כימיים, אתרי כרייה , ומפעלי התכה. במתקנים אלה, גופי התאורה צריכים להיות מתוכננים כך שיישרדו בטמפרטורות סביבה גבוהות של עד 65 מעלות.
שלא כמו מנורות פלורסנט הדורשות נטל להתנעה בטמפרטורה נמוכה, גופי תאורה LED מתפקדים היטב בטמפרטורות סביבה נמוכות, עם תחזוקה ארוכה יותר של לומן ויציבות צבע טובה יותר. עם זאת, יש לוודא את הביצועים של חומרים אחרים המשמשים בגוף התאורה, כגון רכיבים אופטיים ואטמים, בטמפרטורות צפויות.
חדרים נקיים
חדרים נקיים הם סביבות אטומות ומבוקרות שנועדו לחסל חלקיקים מיקרוסקופיים בגודל מוגדר, כגון לכלוך, חיידקים הנישאים באוויר, חלקיקי אירוסול ואדים כימיים. שמירה על שלמות סביבה נקייה הכרחית עבור תהליכי ייצור רבים, כגון ייצור פרוסות מוליכים למחצה, ייצור תרופות ומחקר ביו-טק. חדרים נקיים מסווגים לסדרה של סיווגים המבוססים על מספר חלקיקי המיקרון המצויים במטר מעוקב של אוויר בתוך החדר. סיווגי החדרים הנקיים של ארגון התקנים הבינלאומי (ISO) מדורגים ISO 1 עד ISO 9. ככל שהדירוג נמוך יותר, החדר הנקי נקי יותר. הסיווגים של סיווגי חדר נקי של המכון למדעי הסביבה (IES) כוללים החל מ-100,000 חלקים למטר מעוקב (Class 100,000), והמשך דרך Class 10,000, Class 1,000, Class 100, to Class 10. אורות בחדר נקי בנויים בדרך כלל כך שהם נושאים רמה גבוהה של הגנה מפני חדירה (IP) ויש להם משטח חיצוני חלק, ניתן לניקוי ועמיד בפני קורוזיה.
מתקנים לעיבוד מזון
גופי תאורה המותקנים במתקני עיבוד מזון חייבים לעמוד בתברואה הנדרשת כדי למנוע צמיחת חיידקים או אגירה של מזהמים אחרים. יישומי עיבוד מזון מחייבים בדרך כלל מוצרים כאלה להיות מאושרים לתקנים כמו אלה שנקבעו על ידי הקרן הלאומית לתברואה (NSF). ה-NSF עוסק בנושאי בניית גוף תאורה כגון לכידת חלקיקי מזון, עידוד צמיחת חיידקים, התאמה ליישום צינור. לכן, התכנון והבנייה של גוף התאורה חייבים לקחת בחשבון גורמים אלו: יכולת ניקוי טובה, שלמות אטומה למים, ללא רעילות חומר ועמידות גבוהה בפני קורוזיה. תכנון פרשת מים נדרש כדי להבטיח שזרימת מים תוביל את המזון או מזהמים אחרים מבית גוף התאורה. אזור האטם של גוף התאורה חייב להיות מסוגל לעמוד בפני ירידת השטיפה היומית בלחץ גבוה. החומרים החשופים של גוף התאורה חייבים לסבול את ההשפעות הקורוזיביות של תמיסות ניקוי ולא יכניסו רעילות למזון שיבוא במגע עם גוף התאורה. עם זאת, גופי תאורה לרוב אינם באים במגע עם המזון בתנאים רגילים, כמו כן הם יכולים למקם פיזית באזורי הכנה וטיפול במזון (אזור המזון). ה-NSF מפרק את דרישות הציוד לשלושה אזורים: אזור מזון, אזור שפריץ ואזור שאינו אוכל. גופי תאורה ממוקמים לרוב באזור ה-Splash Zone וב-Non-Food Zone.
אתגרים
תאורה תעשייתית היא משימה מורכבת שחייבת לאזן בין שיקולים רבים ושונים כגון עלות מוקדמת, איכות, אמינות, יעילות, תחזוקה ויכולת שליטה. בסביבה העסקית ההיפר-תחרותית של היום, שמירה על שליטה הדוקה על הוצאות האנרגיה מבלי לערער את הפרודוקטיביות, הביטחון והבטיחות יכולה להיות ההבדל בין רווח להפסד. ביישומים תעשייתיים, תאורה היא מרכיב עלות עיקרי אשר מוערך מחדש כל הזמן בהתייחס להחזר ההשקעה (החזר על ההשקעה) וה-TCO (עלות הבעלות הכוללת). כל תאורה תעשייתית חייבת להיות מתוכננת כך שתתמוך בסביבת ייצור או עבודה בטוחה, נוחה ופרודוקטיבית. כדי לפתח פתרונות תאורה העומדים בקריטריונים של איכות, כמות ותפעול, יש להתמודד עם מגוון אתגרים. תקרות גבוהות וקשות לגישה, חללים נרחבים, לחות גבוהה, אווירה קורוזיבית או נפיצה, טמפרטורות חמות או קרות, כוח מלוכלך, רעידות ממכונות גדולות, שעות עבודה ארוכות ומאפייני בנייה ייחודיים - תנאים לא נוחים אלו יכולים להצטבר בגופי תאורה בעלי עלויות פתיחה, התקנה, תפעול ותחזוקה גבוהות.
