Методы расчета искусственного освещения.

Целью расчетов искусственного освещения является определение числа светильников, выбор типа электропроводки, составление спецификаций, смет и пояснительной записки.

Важным моментом при проектировании искусственного освещения является размещение светильников.

Оно должно обеспечивать равномерность освещения, минимальное расходование светового потока на достижение заданной освещенности. Размещение светильников при общем равномерном освещении может быть прямоугольным или шахматным

Расстояние L между светильниками (или их рядами) определяют по формуле:

где hр – высота светильника над расчетной поверхностью (условная по-верхность на высоте 0,8 м над уровнем пола); λ – относительное расстояние между светильниками. Данные к выбору λ приведены в табл. 2.6.

Расстояние от светильников до стен принимается равным (0,3-0,5) L.

При расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей может применяться метод коэффициента использования светового потока. В соответствии с ним количество светильников N находят по выражению

где Е – требуемая освещенность по нормам, лк; S – освещаемая площадь, м2; k – коэффициент запаса освещенности, равный 1,15-1,8; z – коэффициент неравномерности освещенности (отношение средней освещенности к минимальной), равный 1,1-1,2; n – количество ламп в светильнике; Ф – свето-вой поток одной лампы, лм; η – коэффициент использования осветительной установки, доли единицы.

Значение светового потока лампы Ф берется из таблиц электрических и светотехнических характеристик источников света. Число ламп в светильнике определяется типом светильника и указывается в его обозначении.

Значения коэффициента использования η зависят от типа светильника, коэффициентов отражения внутренних поверхностей помещения (пола, стен, потолка, рабочих поверхностей) и от индекса помещения, характеризующего соотношения геометрических размеров помещения. Значения коэффициентов отражения ρ даны ниже в табл. 2.7.

Индекс помещения i находят по выражению

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

В последние годы для определения η предложены унифицированные таб-лицы, в которых приводятся значения η в зависимости от i, ρ и стандартизован-ных кривых силы света светильников, указанных на рис. 10.1.

Формула (2.36) может быть использована и для определения числа рядов люминесцентных светильников. В этом случае nФ будет обозначать суммарный световой поток люминесцентных ламп от одного ряда, а N – искомое число ря-дов.

Упрощенной формой метода коэффициента использования является метод удельной мощности. По этому методу, используя специальные таблицы, составленные для разных светильников, в зависимости от высоты hρ, коэффициентов отражения ρ, площади помещения S и требуемой освещенности находят удельную мощность w (в Вт/м2), а затем и общую потребляемую мощность Р:

Требуемое число светильников N определяют следующим образом:

где Рл – мощность одной лампы, Вт; n – число ламп в светильнике.

При расчетах местного и общего локализованного освещения, освещения негоризонтальных поверхностей, а также при условии, что отраженный световой поток не играет существенной роли, применяют точечный метод расчета. Согласно этому методу горизонтальную освещенность в точке А от светильника 1 (рис. 2.15) определяют по формуле:

где k – коэффициент запаса; - сила света светильника в направлении к освещаемой точке, берется по специальным таблицам (либо по рис. 2.15), составленным для светильников с условным световым потоком в 1000 лм, кд; 1αJ

Фл = световой поток лампы, лм.

Общая освещенность в точке А определяется как

где n – число учитываемых светильников.

При расчетах по точечному методу расчетные точки нужно выбирать в местах возможного минимума освещенности.

Если известны графики пространственных изолюкс светильников (они строятся для светильников с условным световым потоком в 1000 лм в координатах h и d, являющихся расстоянием в плане от проекции светильника до точки, в которой определяется освещенность), то освещенность Е может быть рассчитана по формуле

где μ – коэффициент, учитывающий влияние удаленных светильников, равный 1,0-1,1; е – условная горизонтальная освещенность, определяемая по графику изолюкс.

Для расчета наружного освещения от прожектора может быть использована следующая методика. Находят требуемый световой поток Фтр для освещения

где Ен – нормативная освещенность, лк; F - площадь освещаемой поверх-ности, м2; kз – коэффициент запаса, принимаемый равным 1,2-1,5; kп – коэффи-циент потерь, учитывающий потери светового потока в зависимости от конфи-гурации освещаемой площади; его можно принять равным 1,3.

Определяют необходимое число N прожекторов

где Фл – световой поток лампы прожектора; для ламп типа НГ 220-1000

световой поток Фл = 16180 лм, для лампы НГ 220-500 Фл = 8500 лм.

ηпр – КПД прожектора; для прожектора типа ПЗС-45 ηпр = 0,35.

Рассчитывают минимальную высоту h установки прожектора

где Jmax – максимальная (осевая) сила света прожектора. Для прожекторов типа ПЗС-35 с лампой НГ 220-50 Jmax = 50000 кд, для прожекторов типа ПЗС-45 с лампой НГ 220-1000 Jmax = 130000 кд.

Находят оптимальный угол Θ наклона оптической оси прожектора, при котором обеспечивается максимальная площадь светового эллипса в горизонтальной плоскости

где m и n – коэффициенты углов расстояния соответственно в горизон-тальной и вертикальной плоскостях. Для прожектора ПЗС-35 с лампой НГ 220-500 m = 0,038, n = 0,00161, для прожектора ПЗС-45 с лампой НГ 220-1000 m = 0,0302, n = 0,000769; Еусл – условная средняя освещенность светового эллипса при высоте установки прожектора h. Её находят по формуле