Расчет искусственного освещения
Общие принципы расчета. Расчет искусственного освещения ведут в определенной последовательности. Прежде всего выбирают тип источника света, систему освещения и по таблице 20.1 определяют норму освещенности. Затем, отдав предпочтение конкретному типу светильников и способу освещения, размещают их в помещении и рассчитывают освещенность в интересующих точках. После этого уточняют размещение и число светильников, определяют единичную мощность ламп.
При выборе источников света руководствуются следующими соображениями. В помещениях с высокими требованиями к качеству цветопередачи, температурой воздуха выше 10 °С и отсутствием опасности травматизма в связи со стробоскопическим эффектом отдают предпочтение экономичным газоразрядным лампам. Люминесцентное освещение следует применять в помещениях при недостатке или отсутствии естественного света и выполнении точных работ.
Определяя систему освещения, учитывают большую экономичность системы комбинированного освещения и в противовес этому большее совершенство в гигиеническом отношении системы общего освещения, так как последняя позволяет равномернее распределить световой поток и яркость в поле зрения. Улучшение конструкций осветительных приборов неизбежно должно привести к вытеснению комбинированного освещения, поэтому по возможности необходимо исключать использование местных светильников. Однако при выполнении работ I...V разрядов для создания требуемой направленности светового потока и исключения блесткости целесообразно применять комбинированное освещение.
В случае выбора системы общего освещения принимают во внимание то, что локализованное освещение позволяет добиться высоких уровней освещенности на отдельных участках работ без повышения экономических затрат. Применению локализованного освещения отдают предпочтение также в случае неравномерного размещения оборудования по площади помещения.
Тип светильника определяют по технологическим условиям с учетом требований к распределению яркости в поле зрения работающих. Выбор конструктивного исполнения светильников зависит от состояния воздушной среды в данном помещении (наличия пыли, влаги, пожаро- или взрывоопасных веществ).
Расположение светильников в помещении при системе общего освещения зависит от высоты их подвеса над освещаемой плоскостью. Соблюдая оптимальное отношение расстояния между светильниками l к высоте их подвеса h, достигают необходимой равномерности освещения рабочих поверхностей. Значения l/h для светильников некоторых типов следующие: 1,4 — для "Глубокоизлучателя", "Люцетты", ОД, ОДО, ПВЛ-6; 1,5 —для "Универсаль", ПУ, ПВЛ-1; 2-для ВЗГ, Фм.
Необходимо также выбрать расстояние l1 между светильниками и стеной. Если рабочие поверхности горизонтальные и расположены непосредственно у стен, то рекомендуется принимать l1 = (0,25...0,3)l. Если же вдоль стен расположены проходы, то l1 = (0,4...0,5)h.
Светильники с люминесцентными лампами в помещении обычно располагают рядами. Расстояние между рядами принимают равным (1,2...1,5)/h в зависимости от типа светильников.
Расчет методом удельной мощности. Данный метод применяют для ориентировочных или проверочных расчетов освещенности в помещениях при равномерном расположении в них светильников. Значения удельной мощности Ру зависят от многих переменных, но для случаев оптимального расположения светильников известного типа, заданной освещенности и высоты подвеса они известны. Их можно найти в справочной литературе.
В этом случае мощность одной лампы, Вт, рассчитывают по формуле
Pл = РуSп/пл,
где PУ — удельная мощность светильников, необходимая для освещения помещений, Вт/м2; Sп — площадь пола, м2; пл — число ламп.
Полученный результат округляют. до ближайшего большего значения стандартной мощности лампы.
В справочниках обычно указаны удельные мощности с учетом назначения производственных помещений. Например, для чертежных залов Ру = 24...28 Вт/м2, для доильных залов— 15,5, для телятников — 8, для складов — 2,5 Вт/м2 и т. д.
Расчет
методом светового потока. Этот
метод позволяет определить световой поток ламп при заданной
освещенности рабочей
поверхности, общем освещении с равномерным расположением светильников,
с учетом
отраженного стенами и потолком света. Метод светового потока непригоден
в
следующих случаях: при расчете направленного сконцентрированного
светового
потока; для локализованного, местного и наружного освещения; при
негоризонтальности рабочих поверхностей.
По найденному значению Фл и таблице 20.3 выбирают стандартную лампу, округляя полученное расчетное значение светового потока в большую сторону. Затем определяют электрическую мощность осветительной установки и действительную освещенность, лк:
Ед = Фл.тnсηс/(Sпkz),
где Фл.т — световой поток выбранной лампы, лм.
20.3. Электрические и световые характеристики ламп
|
Лампы
накаливания |
Люминесцентные
лампы |
|||||
|
Мощность Wл,
Вт |
Световой поток Фл,
лм , при напряжении в сети Uс, Вт |
Тип лампы |
Мощность Wл,
Вт |
Напряжение на лампе Uл,
в |
Световой поток Фл,
лм |
|
|
127 |
220 |
|||||
|
15 |
135 |
105 |
ЛДЦ30-4 |
30 |
104 |
1450 |
|
25 |
240 |
210 |
ЛД30-4 |
|
|
1640 |
|
40 |
500 |
380 |
ЛХБ30-4 |
|
|
1720 |
|
60 |
775 |
650 |
ЛБ30-4 |
|
|
2100 |
|
75 |
1070 |
950 |
ЛТБ30-4 |
|
|
1720 |
|
100 |
1480 |
1320 |
ЛДЦ40-4 |
40 |
103 |
2100 |
|
150 |
2300 |
2000 |
ЛД40-4 |
|
|
2340 |
|
200 |
3200 |
2950 |
ЛХБ40-4 |
|
|
2600 |
|
300 |
4950 |
4500 |
ЛБ40-4 |
|
|
2580 |
|
500 |
9100 |
8200 |
ЛТБ40-4 |
|
|
3000 |
|
750 |
14250 |
13100 |
ЛДЦ65-4 |
65 |
по |
3050 |
|
1000 |
19500 |
18500 |
ЛД65-4 |
|
|
3570 |
|
1500 |
29600 |
28000 |
ЛХБ65-4 |
|
|
3820 |
|
|
|
|
ЛБ65-4 |
|
|
4550 |
|
|
|
|
ЛТБ65-4 |
|
|
3980 |
|
|
|
|
ЛДЦ80-4 |
80 |
102 |
3560 |
|
|
|
|
ЛД80-4 |
|
|
4070 |
|
|
|
|
ЛХБ80-4 |
|
|
4440 |
|
|
|
|
ЛБ80-4 |
|
|
5220 |
|
|
|
|
ЛТБ80-4 |
|
|
4440 |
Расчет точечным методом. Данным методом определяют световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности при любом расположении освещаемой поверхности и светильников в случаях, когда отраженный свет несуществен. Точечный метод применим для расчета как внутреннего, так и наружного освещения.
В основе метода лежит известное светотехническое соотношение, определяющее зависимость освещенности поверхности Е, создаваемой точечным источником света, от силы света I, расстояния до поверхности r и угла падения света на эту поверхность α:
Е = I cos α/r2.
В качестве расчетной принимают точку с наименьшей освещенностью (точка А на рис. 20.4). Так как световой поток светильников еще неизвестен, то вычисляют не истинную, а условную освещенность Ее, т. е. ту, которая была бы создана в расчетной точке, если бы в светильниках выбранного типа находились лампы с условным световым потоком в 1000 лм. Для случая, соответствующего рисунку 20.4,
где
Ii — сила света выбранного
светильника в направлении расчетной точки, кд, определяемая по кривым
силы
света — графикам пространственных изолюкс конкретного
светильника; αi
— угол между осью светильника и линией, соединяющей световой
центр светильника
с заданной точкой; h =rcos α — расчетная высота
подвеса, м.
Чтобы
найти действительную освещенность,
следует условную освещенность умножить на коэффициент, учитывающий
отличие
истинного значения светового потока принятой лампы от условного и
равный 10-3
Фл. Кроме того, в формулу для определения Ед следует ввести
коэффициент μ= 1,05... 1,1, учитывающий влияние удаленных
светильников и
отраженного света. Необходимо также иметь в виду и тот факт, что в
процессе
эксплуатации осветительная установка перестает удовлетворять
предъявляемым к
ней требованиям из-за "старения" лампы (световой поток к концу срока
службы уменьшается на 15...20%), снижения отражательных свойств
поверхностей
светильников вследствие коррозии, запыления светильников. Снижение
действительной освещенности от указанных факторов учитывают
коэффициентом
запаса k, значения которого находятся в пределах 1,3...2.
Если необходимо рассчитать освещение наклонной плоскости, то через расчетную точку, лежащую на этой плоскости, проводят вспомогательную горизонтальную плоскость (рис. 20.5). Связь между горизонтальной освещенностью в расчетной точке Ет и освещенностью наклонной плоскости ?н выражается соотношением
Ен = ψEг, где ψ = cos θ ±р sin θ/h. Величины θ, р, h показаны на рисунке 20.5.
Полезная информация: