Методы расчёта и способы обеспечения освещения

      S — площадь помещения, м2.

     Коэффициент использования светового потока - справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.

Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:

     1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников в помещении.

      Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения

Hр = H - hc - hр, м,

где Н - высота помещения, м,

      hc – расстояние светильника от перекрытия ("свес" светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м,

      hр – высота рабочей поверхности над полом (обычно hр = 0,8м).

Рис. 1. Определение  расчетной высоты при расчетах электрического освещения⁵

     2) по таблицам находятся: коэффициент запаса kз поправочный коэффициент z, нормированная освещенность Е мин,

     3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):

i = (A х  B) / (Нр х (A + B),

где А и В - ширина и длина помещения, м.

     4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρс, ρп, ρр;

     5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F;

     6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком. Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F):

n = (Емин х S х kз хz) / (F х η)

Метод удельной мощности

     Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп на площадь помещения:

pуд = (Pл х n) / S,

где pуд - удельная установленная мощность, Вт/м2;

       Pл - мощность лампы, Вт;

       n- число ламп в помещении;

       S — площадь помещения, м2.

     Удельная мощность - это справочное значение. Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения. Расчетное уравнение для определения мощности одной лампы:

Pл = (pуд х S) / n⁶

Точечный  метод расчета  освещения

     Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.

      Порядок расчета для точечных источников света:

     1) Определяется расчетная высота Hр, тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,

     2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки - d;

Рис. 2. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника⁷

     3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;

     4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑е;

     5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:

Еа = (F х μ / 1000х kз) х ∑е,

где μ - коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока;

      kз - коэффициент запаса.

     Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной дампе 1000 лм. Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:

     1) определяется расчетная высота Hр, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;

     2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р.

     По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по на выгоднейшему соотношению (L/Нр);

Рис. 3. Схема  к расчету освещения точечным методом полосами светильников⁸

     3) определяется линейная плотность светового потока:

F' = (Fсв х n) / 2L,

где Fсв - световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника;

      n- количество светильников в полосе;

     4) находятся приведенные размеры

p' = p/Нр,  L' = L/Нр

     5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полу полосы в зависимости от типа светильника р' и L'

Еа = (F' х μ / 1000х kз) х ∑е 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ  ОСВЕЩЕНИЯ 

     Для освещения производственных, служебных, бытовых помещений используют естественный свет и свет от источников искусственного освещения.

     Источник естественного (дневного) освещения солнечная радиация, то есть поток лучистой энергии солнца, доходящей до земной поверхности в виде прямого и рассеянного света. Естественное освещение является наиболее гигиеничным. Если по условиям зрительной работы оно оказывается недостаточным, то используют совмещенное освещение.

     Естественная освещенность меняется в очень широких пределах: в безлунную ночь - 0,0005 лк, при полнолунии до – 0,2 лк, при прямом свете солнца до - 100 000 лк.

     Естественное освещение помещений подразделяется на боковое (через световые проемы в наружных стенках), верхнее (через фонари, световые проемы в покрытии, а также через проемы в стенах перепада высот здания), комбинированное сочетание верхнего и бокового освещения.

     Систему естественного освещения выбирают с учетом следующих факторов:

1) назначения и принятого архитектурно-планировочного, объемно-пространственного и конструктивного решения зданий;

2) требований к естественному освещению помещений, вытекающих из особенностей зрительной работы;

3) климатических и светоклиматических особенностей места строительства зданий;

4) экономичности естественного освещения.

     В зависимости от географической широты, времени года, часа дня и состояния погоды уровень естественного освещения может резко изменяться за очень короткий промежуток времени и в довольно широких пределах. Поэтому основной величиной для расчета и нормирования естественного освещения внутри помещений принят коэффициент естественной освещенности (КЕО) — отношение (в процентах) освещенности в данной точке помещения Евн наблюдаемой одновременно освещенности под открытым небом Енар

КЕО = (Евн/Енар) • 100

Расчет  естественного освещения заключается  в определении площади световых проемов для помещения. Расчет ведут  по следующим формулам:

⁹

где So, Sф - площадь окон и фонарей, м2;

      Sп - площадь пола, м2;

     ен - нормированное значение КЕО;

     к3 - коэффициент запаса (кз= 1,2...2,0);

     - световые характеристики окна, фонаря:

         - общий коэффициент светопропускания (учитывает оптические свойства стекла, потери света в переплетах из-за загрязнения остекленной поверхности, в несущих конструкциях, солнцезащитных устройствах);

      r1, r2 - коэффициенты, учитывающие отражение света прп боковом и верхнем освещении;

      kзд = 1,0... 1,7 - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;

      kф - коэффициент, учитывающий тип фонаря.

     Значения коэффициентов для расчета естественного освещения берут из таблиц СНиП. Иногда для определения площади световых проемов используют световой коэффициент ¹⁰,

где So - площадь световых проемов;

      Sп - площадь пола.

     Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

     Искусственное освещение может быть общим и комбинированным (когда к общему освещению добавляется местное освещение). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев и аварий.

     По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.

     Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения траиспорта. Дежурное освещение включается во внерабочее время. Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

     В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением к дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали друг с другом. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

     В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

     Лампы накаливания. Свечение в этих лампах возникает в результате нагрева вольфрамовой нити до высокой температуры. Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания: вакуумные (маркируются буквой В), газонаполненные (Г) (наполнитель - смесь аргона и азота), биспиральные (Б), с криптоновым наполнением (К)¹¹.