Выбор коэффициента запаса и дополнительной освещенности.

Снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения при расчетах учитывают коэффициентом запаса К₃. Для сельскохозяйственных производст­венных помещений рекомендуется принимать для ламп накаливания К₃ = 1,15, для газоразрядных К₃ = 1,3. При расчете освещенности в лю­бой точке помещения учитывают световые потоки только ближайших светильников. Для учета действия удаленных светильников и отражен­ных потоков при расчете используют коэффициент дополнительной освещенности μ. Обычно его принимают 1,1-1,2.

 

Выбор типа осветительных приборов (светильников). При выборе светильников учитывают условия окружающей среды, требования к светораспределению, необходимые для проектируемой осветительной установки, экономическую целесообразность.

Для сухих отапливаемых помещений тип светильника выбирают по светотехническим характеристикам, а для помещений со сложными условиями еще и по исполнению.

 

Выбор типа светильника по светотехническим характеристикам.

ГОСТ устанавливает 7 типов кривых силы света (КСС): концентри­рованная (К), глубокая (Г), косинусная (Д), полуширокая (Л), широкая (Ш), равномерная (М), синусная (С). Для высоких помещений, с точки зрения уменьшения единичной установленной мощности источников света, выбирают светильники с КСС - типа Г или Д.

Для с/х помещений чаще всего применяют светильники с кривой силы Д, М. Для освещения территорий, ферм, выгульных площадок и дорог применяют светильники с широкой кривой силы света Ш.

 

Расчет размещения светильников. Существует два вида размеще­ния светильников: равномерное и локализованное. Наиболее рацио­нальным является равномерное размещение светильников по вершинам квадратов, прямоугольников или ромбов. Оптимальное расстояние ме­жду светильниками определяется по формуле:

λ_с * Н_р ≤ L ≤ λ_э *Н_р

где λ_с, λ_э - относительные светотехнические и энергетические наивыгоднейшие расстояния между светильниками;

Н_р — расчетная высота подвеса светильника, м.

Численные значения λ_с и λ_э зависят от кривой силы света и опреде­ляются по таблице 8.

 

Таблица 8

Рекомендуемые значения λ_с, λ_э

 

Типовая кривая	λс	λэ
Концентрированная (К)	0,4 - 0,7	0,6 - 0,9
Глубокая (Г)	0,8-1,2	1,0-1,4
Косинусная (Д)	1,2-1,6	1,6-2,1
Полуширокая (Л)	1,4-1,8	1,8-2,3
Равномерная (М)	1,8-2,6	2,6 - 3,4

 

Расчетная высота подвеса светильника определяется по формуле:

Н_р = Н_о - h_св - h_раб

где Но - высота помещения, м;

h_св = 0…0,5 - высота свеса светильника, м;

h_раб - высота освещаемой рабочей поверхности от пола, м.

 

Высота свеса подвесных светильников h_св = 0,3...0,5 м, а для плафо­нов и встроенных светильников до 0,2 м. Высота свеса может быть и больше 0,5 м, но в этом случае светильники необходимо устанавливать на жестких подвесах, не допускающих раскачивания.

 

Крайние светильники устанавливают на расстоянии ℓ_АБ = (0,3...0,5)L от стены. Если рабочие поверхности расположены у стен, то расстояние между стеной и крайним рядом светильников рекомендуется брать 0,3L. Светильники с люминесцентными лампами располагают рядами парал­лельно стенам с окнами или по длинной стороне помещения. В зависи­мости от уровня нормированной освещенности светильники располагают непрерывными рядами или рядами с разрывами. Расстояние между ними определяется также как и расстояние между светильниками в ряду. Све­тильники с четырьмя и более люминесцентными лампами могут распо­лагаться также как и светильники с точечными источниками света (лам­пы накаливания, ДРЛ, ДНаТ, ДРИ).

При определении расстояния между светильниками с газоразрядными лампами λ_э не учитывается.

По рассчитанному значению L, длине А, и ширине В помещения определяют число светильников по длине помещения:

Число светильников по ширине помещения:

 

И общее количество светильников в помещении:

 

N_Σ = N_A * N_B

Если расчет расстояния между светильниками в ряду и между ряда­ми производился с учетом только λ_с, то полученные значения N_A и N_B округляют в сторону наименьшего значения, если с учетом λ_э - в сторо­ну большего значения.

После этого размещают светильники на плане помещения и опреде­ляют действительное расстояние между светильниками и рядами.

; ,

 

где а = 0,4 при ℓ_АБ = 0,3 и а = 0 при ℓ_АБ =0,5.

 

Расчет и выбор мощности источников света. Задача светотех­нического расчета - определить мощность источников света для обес­печения нормированной освещенности. В результате расчета находят световой поток источника света, устанавливаемого в светильнике. По рассчитанному световому потоку выбирают стандартную лампу. От­клонение светового потока выбранной лампы от расчетного значения допускается в пределах -10... +20%. Если расхождение больше, то необ­ходимо изменить число светильников, их размещение, тип и выполнить перерасчет, чтобы это расхождение укладывалось в допустимые пределы.

В практике светотехнических расчетов широко применяют точеч­ный метод, метод коэффициента использования светового потока и ме­тод удельной мощности.

 

Точечный метод. Точечный метод используют для расчета нерав­номерного освещения: общего локализованного, местного, наклонных поверхностей, наружного. Необходимый световой поток осветительной установки определяют исходя из условия, что в любой точке освещаемой поверхности освещенность должна быть не менее нормированной даже в конце срока службы источника света. Отражение от стен, потол­ка и рабочей поверхности не играет существенной роли.

Расчет ведется следующим образом:

1. По справочным данным определяют минимальную нормирован­ную освещенность для данной категории помещения. 2. Выбирают тип источника света и светильник. 3. Рассчитывают размещение светиль­ников в помещении. 4. На плане помещения с размещением выбранных светильников намечают контрольные точки. В качестве них на осве­щаемой поверхности, в пределах которой должна быть обеспечена нор­мированная освещенность, берут точки с минимальной освещенностью. Такие точки следует брать в центре между светильниками или посере­дине одной из крайних сторон (рис. 1а). Не следует брать точки с ми­нимальной освещенностью у стены или в углах. Если в таких точках есть рабочие места, то освещенность в них можно довести до нормы путем местного освещения или увеличения мощности источников бли­жайших светильников. 5. Вычисляют условную освещенность в каж­дой контрольной точке и точку с наименьшей условной освещенностью принимают за расчетную. 6. По справочным данным устанавливают коэффициенты запаса и дополнительной освещенности. 7. Рассчиты­вают световой поток лампы. 8. Из справочных таблиц выбирают ближайшую стандартную лампу, световой поток которой отличается от расчетного не более чем на -10...+20%, и определяют ее мощность. 9. Подсчитывают электрическую мощность всей осветительной уста­новки.

Если длина светового прибора больше 0,5Н_р (рис.1), то это линей­ный источник света и вначале определяют относительную условную ос­вещенность ε. При этом необходимо определить, как считать светильни­ки: как сплошную линию или как точечные источники света. Если длина разрыва между светильниками в ряду меньше 0,5Нр, то ряд светильников считают как одну сплошную (светящую) линию и под L понимается га­баритная длина линии. Если длина разрыва больше 0,5Нр, то каждый све­тильник считается точечным и рассчитывается по отдельности. Числен­ные значения относительной условной освещенности εопределяют по кривым линейных изолюкс (рис. 2) в зависимости от приведенной длины

L ʹ= и удаленности точки от светящей линии Рʹ = (рис. 1а).

Графики линейных изолюкс дают возможность определять относитель­ную освещенность, создаваемую светящей линией в точке, располо­женной против конца линии. При общем равномерном освещении кон­трольные точки, как правило, выбираются посередине между рядами светильников.

Когда точка, в которой определяется освещенность, не лежит про­тив конца линии, поступают следующим образом:

1. Если контрольная точка расположена в пределах светящей линии (рис. 1б), то линию условно разбивают на две части. Контрольная точка А оказывается расположенной против концов обеих частей линии, и относительная освещенность в ней равна сумме освещенностей, создаваемых каждой частью линии. Эти частичные освещенности определяются по графику линейных изолюкс (рис. 2).

2. Если контрольная точка расположена за пределами светящей линии (рис. 1в), то линию условно продлевают так, чтобы точка оказалась против ее конца. Относительную освещенность точки вычисляют как разность освещенностей, создаваемой в точке всей линией, включая условную часть, и создаваемой условной частью линии.

 

 

Расчет светящих линий. При освещении производственных по­мещений подвесными осветительными приборами (ОП) с люминес­центными лампами их размещают рядами, параллельными стенам с ок­нами. Такие ряды ОП называют светящими линиями. Как уже отмеча­лось, светящие линии могут быть непрерывными, если расстояние меж­ду торцами приборов λ < 0,5Нр, и с разрывами, если λ > 0,5Нр. В сель­скохозяйственных осветительных установках чаще встречаются светя­щие линии с равномерно распределенными разрывами.

Упрощенная методика расчета светящих линий основана на уравне­нии

 

Ф ʹ=

 

где Ф'- плотность потока ламп, отнесенная к длине 1 м, лм*м ^-1;

μ - коэффициент добавочной освещенности, учитывающий отраже­ние видимого излучения поверхностями помещения и действие удален­ных светильников, μ= 1,1... 1,3;

Σε— сумма условных освещенностей в данной точке, определяемая по кривым равной освещенности (линейных изолюкс), рис. 2.

Зависимость между потоком осветительных приборов и его плотно­стью для непрерывной линии Фп = Ф' * L, где L - длина линии, м; для линии с разрывами

Фоп =Ф (ℓоп +λ), где ℓоп- монтажная длина при­бора, м.

При проверке освещенности в контрольной точке А пользуются со­ответственно формулами:

 

Для нахождения Σε определяют предварительно проведенные ко­ординаты контрольной точки А и где Р - расстояние от контрольной точки до светящей линии, измеренное в горизонтальной плоскости.

Примеры решения задачи 1 контрольной работы.

Пример 1. Рассчитать общее освещение стойлового помещения ко­ровника с размерами 12 *21 * 3 м, норма освещенности Е_Н = 75 лк на уровне пола.

Решение.

1. Выбираем осветительные приборы серии ЛСП18. Определяем оптимальное расстояние между рядами светильников.

Lопт ≥ (1,2...1,6) Н_р (таблица 1 для светильников с КСС типа Д).

До­пускается Lмакс = 2,1Нр.

H_p=H_o – hсв - hраб =3-0,2-0=2,8м

Принимаем Lопт = 2,1 Нр = 2,1 *2,8 = 5,88 м.

Окончательно принимаем Lопт = 5,5 м. Принимаем расстояние от крайних светильников до стен ℓАв = 0,5 L = 0,5-5,5 = 2,75 м.

Число светильников по ширине помещения, то есть число рядов

 

N_в = =

Принимаем Nв = 4 шт.

Учитывая размещение технологического оборудования (в коровни­ках линии освещения располагают над желобами навозоуборочных транспортеров), принимаем количество рядов:

п_р = 3

Определяем действительное расстояние между рядами

 

а = 0, т.к. ℓ_В =0,5L_В

 

Расстояние от крайних рядов до стен ℓв = 0,5L_В = 0,5 • 7 = 3,75м.

 

2. Определяем линейную мощность светового потока и полный по­ток ряда светильных приборов ОП:

 

Для нахождения значения Σε выбираем контрольную точку А по­средине между двумя рядами и против их концов.

 

Для этого случая =3,5 м; Lρ=А-2ℓ_ст =72-2*2=68м

 

где ℓ_ст - расстояние от торцов крайних ОП до стен.

 

Приведенные координаты контрольной точки

 

Р ʹ ; Lʹ .

 

Пользуясь рис.2а, по координатам контрольной точки А (1,25; 24,3) находим условную освещенность от одного ряда εр=55лк. Суммарная освещенность от двух рядов

Σε = 2εр=2*55=110 лк. Принимая Кз=1,3 и μ = 1,3 получим

 

Фʹ

Полный поток ряда ОП

Ф=Фʹ*Lр=1909*68=129812мл

 

3. Находим число ОП в ряду и определяем расстояние между их торцами.

 

Число приборов ЛСП18 – 2*40:

 

h_оп=Фʹ/Ф_оп=129812:4500=28,8

 

 

Принимаем n_оп = 28

Разрыв между торцами ОП

 

 

 

 

Как видно, λ < 0,5Н_р; 1,16 < 1,4м.

Поэтому такую светящую линию можно считать непрерывной, ме­тодика расчета выбрана правильно.

 

4. Общее число ОП в установке

N = n_p* n_оп = 3*28 = 84

Установленная мощность

Ру = Роп • N = 0,08 • 84 кВт = 6,72 кВт.

 

 

Примечание к таблицам 9 и10.

Особенно хорошими характеристиками обладают ОП серии ЛСП18. Большинство сельскохозяйственных ОП относится к классу светораспределения прямого света (П) или преимущественно прямого света (Н). Это означает, что 60...80% и более светового потока прибора на­правлено в нижнюю полусферу.

 

Таблица 9

Технические данные ИС

 

Тип лампы	Мощность лампы. Вт	Световой поток, лм	Средняя продолжительность горения, ч
БК220-230
БК235-245
БК235-245
БК235-245
БК2 15-225
ЛБ40
ЛБ65
ЛБ80
ЛБР40
ЛБР65
ЛБР80
ЛБ18
ЛБ36
ЛБ58
ДРИ125
ДРИ250-5
ДРИ400-5
ДРИ700-5
ДНаТ70
ДНаТ100
ДНаТ150

Таблица 10