Расчет и проектирование искусственного освещения помещений (стр. 2 из 2)
Необходимо иметь в виду, что в зависимости от условий применения излучатель может быть отнесен к определенной группе. Так, линейный излучатель может рассматриваться как точечный, если его длина в два раза меньше расстояния до точки, в которой определяется создаваемая им освещенность, при этом погрешность при расчете не превышает 5%. Аналогичное допущение может быть принято для поверхностного излучателя, если расстояние, на котором определяется освещенность, в 2,5 раза превышает наибольший размер поверхности. Подход к расчету отраженной составляющей является общим для всех трех групп излучателей, он заключается в определении первоначально попавшего от светильников светового потока на отражающие поверхности ограждающих помещение конструкций.
Характерные точки расчета для общего равномерного освещения показаны на рис. 1.2.
В принципе не следует выискивать точки абсолютного минимума освещенности у стен или в углах: если в подобных точках есть рабочие места, то доведение в них освещенности до требуемого значения может быть осуществлено увеличением мощности ближайших светильников или установкой дополнительных светильников.
Рис. 1.2. Расчетные точки освещенности
3. Расчет освещенности методом коэффициента использования
Коэффициент использования Uoy определяется как отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света. Он зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещении; от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности.
Требуемый световой поток ламп в каждом светильнике находится по формуле:
(1.9.1)где Ен - нормируемое значение освещенности; Кз - коэффициент запаса по СНиП 23-05-95; S - освещаемая площадь; z = Eср/Емин; Eср, Емин - среднее и минимальное значения освещенности; п - число светильников; Uoy - коэффициент использования светового потока.
Входящий в формулу (1.9.1) коэффициент z характеризует неравномерность освещения. В наибольшей степени z зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L/hp). При L/hp, не превышающем рекомендуемых значений (L £ hp), принимается z = 1,15 для ЛН и ДРЛ и z = 1,10 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения принимается z = 1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.
Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения.
(1.9.2)где А - длина помещения; В - его ширина; hp - расчетная высота подвеса
светильников.
Световой поток светильника при выбранных лампах не должен отличаться от
Флбольше чем на величину (-10 ¸ +20)%. В случае невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников п либо высота подвеса светильников hp.
Расчет люминесцентного освещения начинается с выбора числа рядов
светильников N, которые подставляются в формулу (1.9.1) вместо п.
Первоначально определяется световой поток Фл от ряда светильников. Число светильников в ряду определяется как:
n = Фл/Ф1 (1.9.3)
где Ф1 - световой поток одного светильника.
Суммарная длина n светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
- Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых световой поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников.
- Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников.
- Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами l между светильниками.
Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.
Рекомендуется, чтобы l не превышала 0,5 расчетной высоты (кроме
многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
При заданном световом потоке ряда светильников Фл формула (1.9.1) решается относительно N.
4. Расчет освещенности методом удельной мощности
Удельная мощность осветительной установки определяется как частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м2).
(1.10.1)где Рл - мощность одной лампы, Вт; п - число ламп; S - площадь помещенья, м2.
Формула (1.10.1) может быть получена путем преобразования формулы (1.9.1), если ввести в нее следующие величины: W - удельную мощность, Вт/м2; h -световую отдачу, лм/Вт. Учитывая, что Фл = h Рл, формулу (1.9.1) приводим к виду:
(1.10.2)Откуда
(1.10.3)-
Подставляя полученное выражение для Рл в формулу (1.10.1), находим
выражение для удельной мощности:
-
(1.10.4)Такая форма записи удельной мощности показывает, что W зависит от тех же
показателей, которые оказывают влияние на коэффициент использования Uoy.
Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования, нормируемым МГСН 2.01-99.
Порядок расчета по удельной мощности при лампах накаливания и лампах типа ДРЛ:
- определяется hp, тип и число светильников п в помещении;
- по таблицам МГСН 2.06-99 находится нормированная освещенность для данного вида помещений ЕН;
- по соответствующей таблице находится удельная мощность W;
- определяется мощность лампы по формуле:
Pл = WS/n (1.10.6)
и подбирается ближайшая стандартная лампа.
Если расчетная мощность лампы оказывается большей, чем в принятых светильниках, следует определить необходимое число светильников, приняв мощность лампы, приемлемую для данного светильника.
При применении светильников с люминесцентными лампами сохраняется прежний порядок расчета освещения помещений, включая определение числа рядов светильников N и типа лампы.
Необходимое число светильников в ряду определяеться:
n = WS/Pл (1.10.7)
и осуществляется их компоновка.
5. Точечный метод
Основным инструментарием точечного метода являются графики или таблицы, позволяющие непосредственно или после несложных вычислений определить освещенность любой точки поверхности, создаваемую светильником с известными параметрами; светораспределением, световым потоком ламп и геометрическими характеристиками, определяющими расположение светильника.
Из многих предлагавшихся приемов решения этой задачи для точечных излучателей(каковыми почти всегда можно считать светильники с лампами накаливания, а также лампами ДРЛ, ДРИ и ДНаТ).
Проверка освещенности по точечному методу
Проверим освещенность в удаленных точках по точечному методу, как показано на рис.1.
Рис. 1 Схема расположения ламп в помещении
Проверим нормированную освещенность на полу в точке Е точечным методом. Для определения освещенности в точке, расположенной на горизонтальной поверхности, пользуются следующей формулой:
Е = (Фл.*µ*∑ Е)/(1000* Кз *Lл *h)
Е - относительная линейная освещенность, создаваемая отдельными светильниками в точке.
µ - коэффициент учитывающий µу и µо
в нашем случае:
µ=µотр= Uoy /Uoy p=0
µ=0,37/0,27=1,37 определяем относительные расстояния для каждой точки (А,В,С,Д) и по этим расстояниям определяем относительную освещенность Е по изолюксам (Л-1, стр 102).
Определяем для точки А:
Lл - длинна лампы; Lл = 1,5 м.
L1л= (а/4) + (Lл /2) = (1,5/4)+(1,5/2) = 3,63 м
L2л= (а/4) - (Lл /2) = (1,5/4)-(1,5/2) = 2,13 м
РА=в/4=8,3/4=2,1м
Р′А= РА /НР = 2,1/4,5 =0,46;
L′2л = L2л/НР = 2,13/4,5 =0,47; L′1л= 3,63/4,5=0,8
Отсюда по изолюксам определяем Е.
Е1А=102; Е2А=49; ЕА= Е1А - Е2А=102-49=53
Для точки В:
L1в=3,63 м , L2в=2,13 м, Рв=В/2+ РА= 8,3/2+2,1=6,25
L′2в= L2в /НР =2,13/45=0,47; L′1в=0,726; Р′в= Рв/НР=6,25/4,5=1,3;
Е1В=38; Е2В=14; Ев= Е1в - Е2в= 38-14=24
Для точки С:
L1с=а/4+а/2+Lл/2= 11,5/4+11,5/2+1,5/2=9,375 м
L2с=11,5/4+11,5/2 -1,5/2=7,875 м
Рс= РА=2,1 м; Р′с= Р′А=0,42
L′1с= L1с /НР=9,375/4,5=2,08
L′2с= L2с /НР=7,875/4,5=1,7
Е1с=105; Е2с=96; Ес=105-96=9
Для точки Д:
L1д= L1с=9,375 м ; L′1д= L′1с=2,08 м
L2д= L2с=7,87 м ; L′2д= L′2с=1,7 м
Рд= Рв=6,25 м; Р′д= Р′в=1,25
Е1д=38; Е2д=35; Ед= Е1д - Е2д =38-35=3
Заключение
Рассмотренные выше способы расчета охватывают случаи, повседневно встречающиеся при проектировании и устройстве осветительных установок. В полном объеме теория светотехнических расчетов весьма сложна и включает задачи, решаемые на основе специальных разделов высшей математики.
Список литературы
1. «Осветительные установки» Кнорринг Г.М. 1981г.
2. «Пособие по расчету и проектированию естественного, искусственного и совмещенного освещения» - М.: Стройиздат, 1985г.
3. «ПОСОБИЕ к МГСН 2.06-99 расчет и проектирование искусственного освещения помещений общественных зданий»: www.complexdoc.ru