индекс помещения освещение, методы расчета

Многие люди, изучая электрику, сталкиваются с таким понятием как световой коэффициент формула. Что это такое, какие существуют методы его измерения, как правильно подобрать коэффициент использования светового потока светодиодных светильников? Об этом и другом далее.

Что это такое

Световым потоком является физическая величина, характеризующая солнечный вид силы или энергии в момент излучения, которая переносится в конкретный период времени. То есть это показатель, пропорциональный тому моменту, когда произошло излучение по спектральной чувствительности глаза человека. Это мощность, которая перенеслась при помощи излучения на любую форму тела.

Важно! Коэффициентом светопотока считается сложная функция, которая зависит от того, какой тип осветительного оборудования, индекс и отражение поверхностей.

Что это такое по учебному пособию

Определение общего типа подсветки

Если было принято решение использовать коэффициент светопотока, чтобы рассчитать освещение в помещении, нужно воспользоваться соотношением минимального уровня освещенности, перемноженного на площадь с мощностным запасом и показателем освещенности от санпина, а далее поделить значение на число светильников, количество ламп в нем и коэффициент, который применяется для светопотока. В результате можно выявить общее освещение.

Для расчета мощности ламп освещения конкретного помещения, можно использовать формулу, где нужно перемножить число ламп на количество осветительных устройств и потребляемую мощность одной лампочки.

Общий тип подсветки

Методы расчета

Метод расчета представлен пошаговой процедурой. Вначале пользователь должен определиться со схемой света, затем выписать необходимую норму освещенности, подобрать тип светоисточников, проанализировать как они работают, определить коэффициент запаса и неравномерности. Далее он должен оценить коэффициент отражения поверхностей, узнать индекс помещения, понять нужное количество светильников и ламп в них, а также просчитать соответствующий коэффициент использования светопотока.

Все это сделать можно по общей формуле Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η). Также можно воспользоваться формулами, представленными на схеме.

Формула расчета

Коэффициент запаса k

Это величина, которая показывает возможность осветительной конструкции выдерживать предполагаемые нагрузки и гарантировать тот факт, что она будет надежной и долговечной. Она зависит как от лампочек, так и условий, в которых они находятся. К примеру, на цементных заводах и литейных цехах с использованием газоразрядных лампочек показатель k равен 2, а с применением ламп накаливания — 1,7. В кузнечных и сварочных цехах — 1,8 и 1,5 соответственно, а в жилых и офисных помещениях — 1,2 и 1,1.

Запас k

Коэффициент неравномерности Z

Это показатель неравномерного распределения света на всем помещении и наличие затемняющих участков. Он зависит от того, насколько симметрично расположены светильники и каково соотношение длины приборов и высоты потолка. Находится по формуле h=H-hсв-hр, где H является высотой потолка, hcв — соотношением расстояния от подвеса до низа осветительного устройства, а hp — соотношением высоты с плоскостью. К примеру, там, где светильники находятся по углам, этот показатель равен двум, а в местах, где они расположены в шахматном порядке — двум с половиной.

Важно! В соответствии с этим, чем больше светоисточников, тем меньше неравномерного освещения.

Неравномерность Z

Коэффициент использования светового потока

Это показатель, который находится в зависимости от того, в какой цвет выкрашены стены и потолок. Также он зависит от того, какую форму излучения имеют светильники. Эту величину можно узнать из соответствующей схематичной документации ниже. Важно понимать, что отражение от поверхности меньше там, где использованы темные и черные цвета.

Использование светопотока

Как выбрать

Выбор освещения для помещения должен быть сделан, исходя из выбора системы освещения, определения по законодательным нормам количество света, материала настенных и напольных поверхностей, типа и числа осветительных устройств, коэффициента пульсации. Важно отметить, что итоговый результат будет зависеть от того, какой цвет имеют сами светильники. Кроме того, есть типы осветительных устройств, которые имеют плохую освещенность, это, например, лампы накаливания. Хорошим будет выбор в пользу люминесцентных и светодиодных приборов.

Обратите внимание! Сегодня в сети нашли большое распространение различные калькуляторы, в которые уже встроены необходимые формулы. Все, что нужно пользователям, это подставить свои значения или выбрать конкретный вид светильника, а затем нажать соответствующие клавиши.

Еще одним альтернативным способом подсчета всех необходимых данных будет использование профессиональной помощи электрика, который не просто сможет подобрать по санитарным нормам освещенность, но и порекомендовать лампы, которые будут экономично тратить электроэнергию. В результате, пользователь получит не только грамотный расчет, но и дальнейшее экономное использование осветительного оборудования.

Требования санпин для жилых помещений

Индекс освещения помещения

Это еще один очень важный параметр, чтобы правильно рассчитать который нужно воспользоваться формулой i= (AB)/(h*(A+B)), где А и В является длиной и шириной пространства, а h — высотой от светильника до потолка.

Индекс помещения освещение

В целом, коэффициент использования светового потока — величина, характеризующая силу солнечного излучения источника, представленная в люменах. Индекс помещения освещения благодаря коэффициенту измеряется с помощью люменометра и формул, основной из которых является Фu = Km*V*Фe.

rusenergetics.ru

Коэффициент использования светового потока — η

Показатель помещения,i	1	2	3	4	5
η	0,28- 0,46	0,34 — 0,57	0,37 — 0,62	0,39-0,65	0,40-0,66

3.2 Значения коэффициента использования светового потока выбирают из таблиц 5.9 и 5.10.

3.3 По полученному значению светового потока с помощью табл. 2 подбирают лампы, учитывая, что в светильнике с ЛЛ может быть больше одной лампы, т. е. п может быть равно 2 или 4, а светодиодные светильники даны с фактическим значением светового потока. В этом слу­чае световой поток группы ЛЛ необходимо уменьшить в 2 или 4 раза [3].

Таблица 5.9

Характеристики люминесцентных ламп

Тип и мощность, Вт	Длина, мм	Световой поток, лм
ЛДЦ 20	604	820
ЛБ20	604	1180
ЛДЦ 30	909	1450
ЛБ 3О	909	2100
ЛДЦ 40	1214	2100
ЛД 40	1214	2340
ЛДЦ 65	1515	3050
ЛДЦ 80	1515	4070
ЛБ 80	1515	5220

Таблица 5.10

Характеристики светодиодных светильников

Тип и мощность, Вт	Габаритные размеры, мм	Световой поток, лм
LL-ДВО-01-045-0102-20Х , (45 Вт)	1195 х 595 х 60	2800±15%
LL-ДВО-01-090-1802-20Х, (≥90 Вт)	1195 х 595 х 60	5600±15%
LL-ДВО-01-030-2102/2101-20Х, (≥30 Вт)	1195 х 595 х 60	2100±15%
LL-ДПО-01-090-2702-20Х,(≥90 Вт)	1195 х 595 х 60	5600±15%
LL-ДВО-01-060-1201Л-20Х (≥60 Вт)	1195 х 295 х 55	3400±15%
GM A-40-0-20-В (≥40 Вт)	630 х 630 х 90	3200
GM M-30-20-Т, NEW (≥30 Вт)	1200 х 200 х 42	3000
СВО 3628 (≥36 Вт)	595 х 600 х 24	3240
СВО 4928 (≥49 Вт)	595 х 600 х 24	4410
СВО 2116 (≥48 Вт)	1200 х 300 х 24	3500
СВО 2116 – 150 (≥21 Вт)	1200 х 150 х 15/30	1620
СВО 2116 – 300 (≥32 Вт)	1200 х 300 х 14	2400

Световой поток выбранной лампы должен соответствовать соотношению:

(5.12)

Ф_л.расч — расчетный световой поток, лм; Ф_л.табл — световой поток, определенный по таблицам 5.11 и 5.12, лм.

4. Потребляемая мощность, Вт, осветительной установки рассчитывается по формуле:

(5.13)

где p — мощность лампы или светильника, Вт; N— число светильников, шт.; п — число ламп в све­тильнике; для ЛЛ n = 2, 4.

5. Определяем удельную мощность осветительной установки по формуле:

(5.14)

где S – площадь помещения, м².

6. Сравните рассчитанные значения удельной мощности с нормируемыми значениями, сделайте выводы.

Таблица 5.11

Варианты заданий

Вариант	Производственное помещение	Габаритные размеры помещения, м			Наименьший размер объекта различения
		Длина, А	Ширина, В	Высота, Н
1	Компьютерный класс	6,2	6,1	2,75	0,4
2	Компьютерный класс	6,3	4,7	2,5	0,45
3	Учебная аудитория	8,0	6,0	3,5	0,35
4	Учебная аудитория	6,0	6,0	3,5	0,32
5	Читальный зал	8,0	7,0	4,0	0,45
6	Актовый зал	8,0	6,0	5,0	0,5
7	Лаборатория физики	12,0	5,0	3,0	0,21
8	Лаборатория химии	7,7	5,8	2,75	0,29
9	Лаборатория биологии	7,2	5,3	2,75	0,20
10	Кабинет кафедры	8,3	4,2	2,5	0,5

Таблица 5.12

studfile.net

3.2 Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока

Этот метод применяют при расчете общего равномерного освещения горизонтальных плоскостей закрытых помещений с симметрично размещенными светильниками при условии отсутствия в помещении громоздкого оборудования, затеняюще­го рабочие места. Метод определяет освещенность поверх­ности с учетом как светового потока, падающего от светильников непо­средственно на освещаемую поверхность Ф_П, так и отраженного от стен, потолков и самой освещаемой поверхности Ф_ОТР:

Ф_Р = Ф_П + Ф_ОТР (3.1)

где Фр  суммарный световой поток, падающий на освещаемую по­верхность.

На горизонтальную рабочую поверхность падает не весь световой поток от ламп, размещенных в освещаемом помещении, так как некото­рая часть светового потока поглощается осветительной структурой, сте­нами и потолком. Следовательно, Фр < п • Ф_Л.

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки  отношение светового потока, падающего на гори­зонтальную поверхность, равную площади освещаемого помещения, к суммарному световому потоку всех источников света, размещенных в этом помещении:

К_И = Фр/п • Ф_Л. (3.2)

Из (3.2): коэффициент использования светово­го потока всегда меньше единицы и зависит от типа и КПД светильника, высоты подвеса, окраски стен, пола и потолка, площади и геомет­рических размеров помещения.

Каждый тип светильника характеризуется кривой си­лы света. Чем большая часть светового потока, излучаемая светильником, падает на освещаемую поверхность, тем меньше света поглощается стенами и потолком  следовательно, коэффициент исполь­зования возрастает.

С увеличением КПД потери светового потока в светильнике уменьшаются, а коэффициент использования возрастает. Чем выше подвешены светильники над рабочей поверхностью, тем ниже коэффициент использования. Чем светлее окраска стен и потолка, тем выше значения коэффици­ента отражения, растет и коэффициент использования.

Зависимость коэффициента использования от геометрических раз­меров помещения учитывается индексом (показателем) помещения i. Для прямоугольных помещений ин­декс i определяет эмпирическая формула:

i = L_L  L_B / Н_Р (L_L + L_B) (3,3)

где L_L и L_B  длина и ширина помещения, м.

Для каждого типа светильника в зависимости от индекса помеще­ния и коэффициентов отражения потолков, стен и расчетной поверхности вычислены коэффициенты использования светового потока, приведенные в таблицах (Приложения П1 и П2). В таблицах 2.132.15 даны характе­ристики светильников.

Средняя освещенность Е_СР горизонтальной поверхности:

Е_СР = (Фр/S) = К_И n  Ф_Л / S. (3,4)

Строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают наимень­шие величины освещенности рабочих поверхностей. Поэтому при расче­те необходимо обеспечить нормированную минимальную, а не среднюю освещенность. Так как Ecp > Emin, то вводится поправочный коэффициент Z, пред­ставляющий собой отношение средней освещенности к минимальной:

Z = Ecp /Emin. (3.5)

Поправочный коэффициент Z зависит от типа светильника и относительного рас­стояния между светильниками. Значения Z для некоторых стандартных светильников приведены в таблица 3.1

При расчете осветительных установок с люминес­центными лампами коэффициент Z может быть ориентировочно принят в пределах 1,11,2. С течением времени освещенность от осветительной установки за счет загрязнения снижается. Для учета этого в расчетную формулу вводится коэффициент запаса К_ЗАП > 1. В таблице 3.2 приведены рекомендуемые величины К_ЗАП в зависимо­сти от степени загрязнения освещаемого помещения и периодичности чистки светильников с лампами накаливания и люминесцентными

Таблица 3.1 Значения поправочного коэффициента Z

Тип светильника	Отношение L/HР
	0,8	1,2	1,6 2,0
	Значения Z
Универсаль без затемнителя	1,2	1,15	1,25	1,5
Глубокоизлучатель эмалированный	1,15	1,1	1,2	1,4
Люцегга цельного стекла	1,0	1,0	1,2	2,2
Шар молочного стекла	1,0	1,0	1,1	1,3
Лампа зеркальная	1,2	1,4	1,5	1,8
СК-300	1,0	1,0	2,2	1,3
Пм	1,0	1,0	1,1	1,2

Из (3.5) E_СР = Z • Е_MIN; введя коэффициент запаса К_ЗАП, после преобразований из (3.4) получим основное расчетное уравнение для определения светового потока каждой лампы освещаемого помещения

Ф_Л = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n . (3.6)

По вычисленному значению светового потока Ф_Л, выбирают стан­дартную лампу с ближайшим значением светового потока Ф₀. После это­го проверяют фактическую освещенность [лк] при выбранных лампах

Е_ФАКТ = Ф₀ Е_MIN / Ф_{Л .} (3.7)

Таблица 3.2 Значения коэффициентов запаса K_3АП

Характеристика объекта	Коэффициент запаса		Сроки чистки светиль­ников
	Люминес­центные лампы	Лампы накали­вания
Помещения с большим выделением пы­ли, дыма, копоти (цементные заводы, литейные цеха, дробильные корпуса ОФ, дозировочные отделения и пр.)	2,0	1,7	4 раза в месяц
Помещения со средним выделение пыли, дыма, копоти (прокатные цеха, механо­сборочные цеха, флотомагнитообогатительные фабрики и пр.)	1,8	1,5	3 раза в месяц
Помещения с малым выделением (машино- и приборостроительные заводы, конторы, конструкторские бюро и пр.)	1,5	1,3	2 раза в месяц
Открытые пространства	1,5	1,3
Общественные и жилые здания	1,5	1,3

Пример 1. Определить число светильников и мощность ламп для освещения электроремонтного цеха длиной А = 72 м, шириной Б = 48 м и высотой Н = 12 м. Стены, потолок и пол имеют коэффициенты отражения соответственно Sc = 30 %, Sп = 50 % и Sр = 10 %. Размещение светильника приведено на рисунке 3.1

hС = 1,2 м Н НР hР = 0,8 м Рисунок 3.1 Размещение светильников

Решение. Учитывая разряд зрительной работы (таблица 1.1, п.36) и большую высоту помещения, принимаем для освещения цеха газоразрядные лампы типа ДРЛ. По таблице 1.1 устанавливаем норму осве­щенности в цехе, которая при газоразрядных лампах составляет 300 лк на уровне h₁= 0,8 м от пола. Для освещения цеха принимаем светильники типа СДДРЛ.

В соответствии с рисунком 3.1 определяем высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью: Нр=Н – hр  hс = 12  0,8 – 1,2 = 10 м.

По формуле (3.3) определяем индекс помещения:

i = АВ/ Н_Р (А + Б) = 72  48 / 10 (72 + 48) = 3456 / 1200 = 2,88 = 3

По таблице П2 находим коэффициент использования светового пото­ка Ки.

При Sп = 50 %, Sc =30 %, Sp =10 % и i = 3 коэффициент использования Ки = 0,74.

Применяя формулу (3.6) при n = 1, находим суммарный световой поток, необходимый для создания освещенности в Е_MIN = 300 лк:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n =

= 300  1,5  1,1 72  48 / 0,74 1 = 1541189 лм.

Принимаем для освещения лампу ДРЛ мощностью 700 Вт и по табл. 2.7 находим ее световой поток Ф_Л = 40000 лм.

Необходимое число ламп определяем как частное от деления Ф_{Л СУММ}

на световой поток одной лампы Ф_Л = 40000 лм:

n _Л = Ф_{Л СУММ} / Ф_Л0 =1541189 / 40000 = 38,6 = 40 шт.

Распределяем эти лампы по длине цеха в 4 ряда по 10 ламп в каж­дом ряду.

Пример 2. Рассчитать освещение учебной аудитории вуза, которая имеет: длину А = 15 м, ширину В = 6 м, высоту Н = 4 м. Коэффициенты отражения потолка, стен и пола имеют значе­ния соответственно Sп = 70 %, Sс = 50 % и Sр = 10 %. Расчеты выполнить для двух вариантов: для ламп накаливания и люминесцентны­х ламп.

Решение. Вариант 1. Светильники размещаем на вершинах треугольника (Рисунок 3.2). Освещение аудитории осуществляется лампами нака­ливания. Используются светильники типа ПО02 (шар молочного стекла). Норма освещенности согласно таблицы 1.5 при использовании ламп накали­вания составляет Е_MIN = 150 лк на уровне рабочей поверхности h_P = 0,8 м от пола.

При указанном размещении светильников их общее количество в аудитории будет равно п_СВ = 14 шт, в каждом по одной лампе п_ЛС = 1 шт, итого число ламп; п_Л = п_СВп_ЛС = 14  1 = 14 шт.

Высота подвеса светильника над рабочим столом:

Нр = Н – hс hр = 4  0,4 – 0,8 = 2,8 м.

Индекс помещения по формуле (3.3) составит:

i = L_L L_B / Н_Р (L_L+ L_B) = 15  6/ 2,8 (15 + 6) = 1,53 = 1,5

По табл. ПI для светильника ПО02 (шар) находим коэффициент использования светового потока, который равен К_И = 0,36 . По формуле (3.6) рассчитываем световой поток лампы, необходимый для освещения:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n =

= 150  1,3  1 15  6 / 0,36 14 = 3482 лм.

LCT LCB LCT hC LB H HP hP LL Рисунок 3.2 Схема размещения светильников в аудитории H = 4 м; hC = 2,8 м; LB = 6 м; LL = 15 м; LСТ = 1,5 м; LСВ = 3 м

В этой формуле К_ЗАП = 1,3 (для ламп накаливания) и Z = 1 в соответ­ствии с таблицей 3.1.

В соответствии с расчетным световым потоком Ф_Л =3482 лм по таблице 2.1 выбираем лампу типа Г300 мощностью 300 Вт со световым по­током 4600 лм. С этой лампой освещенность будет выше нормативной:

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_Л = (4600150/3482) = 198,16. [лк]

Если поставить лампу мощностью 200 Вт со световым потоком Ф_0Л = 2920 лм, то фактическая освещенность составит согласно формуле (3.7):

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_Л = (2920150/3482) = 126 , [лк]

что меньше Е_MIN= 150 лк.

Мощность Р, затрачиваемая на освещение аудитории лампами нака­ливания, составит: Р = п_ЛР_Л = 14300 = 4200 Вт = 4,2 кВт .

Вариант 2. Освещение аудитории выполняется люминесцентными лампами со светильниками типа ЛДО. Норма освещенности при исполь­зовании газоразрядных ламп составляет Е_MIN= 300 лк (таблица 1.5). Раз­мещение светильников аналогично первому варианту. Коэффициент ис­пользования светового потока для светильников ЛДО, по таблице П2, составляет К_И= 0,57. Тогда световой поток будет равен:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n_СВ=

= 300  1,5  1,1 15  6 / 0,57 14 = 5583 лм.

Коэффициент запаса К₃ = 1,5 и Z = 1,1 для газоразрядных ламп.

По световому потоку Ф_{Л СУММ} = 5583 лм выбираем мощность

люминес­центных ламп. Принимаем лампу типа ЛБ-40-4 мощностью P_Л = 40 Вт со све­товым потоком Ф_0Л = 2850 лм. В светильнике ЛДО устанавливаются две таких лампы, тогда Ф_0С = 5700 лм. Фактическая освещенность составит:

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_ЛСУММ = (5700300/5583) = 306 . [лк]

Мощность P, затрачиваемая на освещение аудитории люминесцент­ными лампами будет равна ; P = п_СВ п_ЛС  P_Л =14  2 40 = 1120 Bт = l,12 кВт .

Второй вариант наиболее экономичен.

studfile.net

Как выполняется расчет освещения: основные методы

Методы расчета освещения

Расчет светового освещения методом светового потока, точечным, или способом удельной мощности, может быть осуществлен для любого помещения. Но если метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения, то точечный метод чаще используют для расчета освещенности локальных мест, а метод удельной мощности — для определения примерной мощности светильников.

Кроме того, метод расчета зависит от известных параметров освещения и его конечного назначения. Поэтому, дабы не быть голословными, давайте разберем каждую из этих методик отдельно и по этапам.

Методы расчета освещения

Как мы уже указали выше, существует три основных способа расчета освещения – это метод коэффициента использования светового потока, точечный метод и метод удельной мощности. Давайте разберем каждый из них по отдельности.

Расчет по методу коэффициента использования светового потока

Данный метод расчета, может быть выполнен для двух случаев – когда известно точное количество ламп и необходимо рассчитать их мощность, или, когда известна мощность ламп и необходимо рассчитать их количество. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет производится по формуле:

Формула расчета методом коэффициента использования

Давайте рассмотрим каждое из значений из этой формулы по отдельности, и разберемся от чего оно зависит.

Часть табл.1 СНиП 23-05-95

Итак:

• E_min – это минимальное нормируемое значение освещенности для данного помещения. Данное значение задается табл.1 СНиП 23-05-95, и зависит от таких показателей как характеристика зрительной работы, характеристик фона и типа освещения. Для отдельных помещений данный показатель приведен в табл.2 СНиП 23-05-95.

Часть табл.2 СНиП 23-05-95

• S – это площадь помещения. Здесь все достаточно логично, ведь чем больше площадь помещения, тем большее количество света необходимо для ее освещения. И не учитывать этот фактор мы не можем.
• K_з – это коэффициент запаса. Этот показатель учитывает, что в процессе эксплуатации лампа будет подвергаться загрязнению, и ее световой поток будет снижаться. Кроме того, данный показатель позволяет учесть снижение отраженной составляющей от стен потолка и других поверхностей. Ведь в процессе эксплуатации краски этих поверхностей тускнеют, и так же поддаются загрязнению. Инструкция советует принимать коэффициент запаса для ламп накаливания равным 1,3, а для газоразрядных ламп равным 1,5. Более точно его можно выбрать по табл.3 СНиП 23-05-95.

Выбор коэффициента запаса

• Z – коэффициент неравномерности освещения. Данное значение зависит от равномерности распределения светильников по всей площади помещения, а также от наличия затеняющих объектов. Вычисляется данное значение по формуле:

Коэффициент неравномерности освещения

E_ср – это среднее значение освещенности в помещении, а E_min – соответственно его минимальное значение.

Обратите внимание! Для большинства помещений, неравномерность освещения строго ограничена. Так, для помещений, в которых выполняются работы I—II зрительных разрядов, коэффициент Z не должен превышать 1,5 для люминесцентных ламп, или 2 для других источников света. Для остальных помещений, данный коэффициент составляет 1,8 и 3 соответственно.

• N – это количество светильников, установленных в помещении. Он зависит от выбранной системы освещения.
• n – количество ламп в светильнике. Если применяются одноламповые светильники, то его значение равно единице. При большем количестве, ставим соответствующее число.
• ɳ — коэффициент использования светового потока. Он определяется как соотношение излучаемого и падающего на рабочую поверхность, светового потока всех ламп. А вот для его определения следует использовать специальную справочную литературу. Ведь данный параметр является производной от индекса помещения, коэффициента отражения стен и потолка, а также от типа светильника.

Таблица выбора коэффициента использования светового потока

Методом коэффициента использования светового потока, можно произвести расчет и количества необходимых светильников, при известной величине светового потока. Для этого следует использовать формулу —

Метод коэффициента использования для расчета количества светильников

Величины в этой формуле не отличаются от рассмотренного выше варианта, поэтому более детально данную формулу рассматривать не будем.

Расчет точечным методом

Расчет точечным методом содержит некоторые отличия для точечных светильников, и для так называемых, световых полос. Под световыми полосами подразумевают люминесцентные лампы. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет точечным методом

Итак:

• Начнем с расчета точечных светильников. На самом первом этапе расчета, нам следует вычислить высоту Н_р. Данная высота является разностью между высотой подвеса светильника и нормируемой высотой минимальной освещенности.

Расчет величины Нр

• Высота подвеса светильника — это расстояние от потолка до непосредственно лампы. Она зависит от строения светильника.

Расчет угла α

• С нормируемой высотой минимальной освещенности, все немного сложнее. Как мы уже говорили выше, в табл. 2 СниП 23-05-95 вы можете найти минимально допустимое освещение практически для любого помещения.
• В то же время высота, для которой указана данная норма, может отличаться. Обычно она варьируется от 0 до 1,0 метра. Это обусловлено тем, что в одних помещениях необходимо обеспечить максимальную освещенность в районе пола, а для других на уровне движения или стола, то есть 0,7 метра.
• Для того чтобы получить высоту Н_р, необходимо от высоты помещения вычесть две рассмотренные выше высоты.

Чертим план помещения с расстановкой на нем светильников

План помещения с большим количеством светильников

• Теперь нам следует начертить план помещения и размещения светильников, на котором мы должны определить равноудаленную точку от всех светильников в помещении. Именно для нее будет производится расчет. Кроме того, масштабированный план значительно облегчит расчет точечным методом освещения в любом помещении. Ведь это позволит вычислить расстояние от любого из светильников до расчётной точки – обычно его обозначают d.
• Вычисление величин Н_р и d, нам было необходимо для получения значения горизонтальной освещенности в искомой точке. Эта величина вычисляется по специальным графикам пространственных изолюксов. А этот график зависит от типа светильников.

На фото графики пространственных изолюксов

• Найдя параметр Н_р на оси ординат, а параметр d на оси абсцисс, на их пересечении мы получим условную освещенность в искомой точке от данного светильника.
• Но нам необходимо найти условную освещенность в данной точке от каждого расположенного поблизости светильника, а затем суммировать их значение. Таким образом мы получим величину Е_е.
• Теперь, для расчета точечным методом, пример формулы будет следующим –

Формула расчета точечным методом

• В этой формуле, 1000 – это условный световой поток лампы. Е_н – нормируемая освещенность, k_з – коэффициент запаса, выбор которого мы рассматривали в предыдущем разделе нашей статьи.
• µ — это коэффициент добавочной освещенности от соседних светильников и отраженного света. Обычно значение данного показателя принимают от 1 до 1,5.

Но для люминесцентных ламп данный расчёт не подходит. Для него разработан так называемый точечный метод расчета светящихся полос. Суть данного метода идентична варианту, рассмотренному выше, и его вполне можно сделать своими руками.

Расчет для светящихся полос

Для начала, как и в первом варианте, вычисляем значение Н_р. Затем рисуем план помещения и расположения светильников.

Обратите внимание! План следует создавать с соблюдением масштаба. Это необходимо для определения точки А, для которой мы производим расчет. Эта точка будет расположена посередине светящейся полосы, то есть лампы, и удалена от этой середины на расстояние р.

План помещения и пространственные изолюксы для расчета светящихся полос

• На следующем этапе, определяем линейную плотность светового потока. Делается это по формуле F=F_св×n/L. Для этой формулы F_св – это световой поток светильника. Его значение равно сумме световых потоков всех ламп в светильнике. N – это количество светильников в полосе. Обычно таких светильников один, но могут быть и другие варианты. L – это длина лампы.
• На следующем этапе, нам необходимо найти так называемые приведенные размеры – р* и L*. Р* = p/H_p, а L*=L/2 ×H_p. Исходя из этих приведенных размеров, по графикам линейных изолюксов находим относительную освещенность в заданной точке. Дальнейшие вычисления выполняем по той же формуле, как и для точечных светильников.

Расчет способом удельной мощности

Последним возможным вариантом расчета освещения, является метод удельной мощности. Данный метод относительно прост, но не дает точных результатов. Кроме того, он требует использования большого количества справочной литературы, приведенной на видео.

Суть данного метода сводится к следующему. Прежде всего, определяем величину Н_р. Ее мы искали во всех описанных выше вариантах, поэтому не будем на ней останавливаться более подробно.

Таблицы выбора удельной мощности светильников

• Дальнейший расчет производится по таблицам. В них мы определяем необходимую для данного помещения удельную мощность всех светильников – Р_уд.
• После этого можно определить мощность одной лампы. Делается это по формуле –

Формула расчета удельной мощности

Где S – площадь помещения, а n – количество ламп.

Исходя из полученного значения, находим ближайшее большее значение существующих ламп. Если мощность ламп не соответствует требованиям светильника, то увеличиваем количество светильников, и повторяем расчет методом удельной мощности.

Выбор метода расчета

Имея представление, каким образом производится расчет, давайте рассмотрим, какой из способов выбрать конкретно для вашего случая. Ведь различные методы расчета предназначены для различных помещений и условий.

Итак:

• Начнем с метода коэффициента использования светового потока. Данный способ нашел достаточно широкое применение. Преимущественно его применяют для расчета общего освещения в помещениях, не имеющих перепадов высот по горизонтали. Кроме того, данный способ не сможет выявить затененные участки, и произвести расчет для них.

Выбираем метод расчета освещенности

• Для этих целей существует точечный метод. Он применяется для расчета местного освещения, затененных участков и помещений с перепадом высот, а также наклонных поверхностей. Но вот общее равномерное освещение таким методом посчитать достаточно сложно — ведь он не учитывает отраженные и некоторые другие составляющие.
• А вот способ удельной мощности, является одним из наиболее простых. Но в то же время он не дает точных значений, и преимущественно используется в качестве приближенного. С его помощью определяют приближенное количество светильников и их мощность.

Кроме того, данный расчет позволяет определить, какова приближенная цена монтажа и эксплуатации данной осветительной системы.

Вывод

Конечно, такие сложные методологии совершенно не нужны, если вы просто создаете освещение рассады в домашних условиях. Для этого и подобных случаев, достаточно применить нормируемый показатель минимальной освещенности, умножив его на площадь помещения.

А уже, исходя из полученного значения, выбрать количество и мощность ламп. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь без тщательного расчёта не обойтись. И лучше в данном вопросе не заниматься самодеятельностью, а довериться профессиональным конструкторским бюро.

elektrik-a.su

Коэффициенты использования светового потока светильников с дуговыми газоразрядными лампами высокого давления, %

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0

37,5 45 50 54,5 57,5 59,5 62 64 67 69,5 72 73,5 74,5 76,5 78 79 79,5 80

33 39,5 45 49 52,5 55,5 58 60,5 64 66,5 68,5 70 71 73 74,5 76 77 78

30 36,541,5 46 49 51,5 53,5 56,5 61 64 66 68 69,5 71 72,5 73,5 74,5 75,5

35 42 47 51 54 56 58 60 63,5 66 67,5 69 70 71,5 73 74 75 76

31 37 42 46 49 51 53,5 56,5 60 62,5 64,5 66 67 68,5 70 71 72 73

28 34 39 43 46 48 50 53 57 60 62 63,5 65 66,5 68 69 70 71

25 30 34 37 40 42,5 45 48 52 55 57,5 59,5 61 63,5 65 67 68 69

21 26 30 33 36,5 39 41 44 48,5 51,5 54 56,5 58 61 63 64,5 66 67

37,5 45 50 54,5 57,5 59,5 62 64 67 69,5 72 73,5 74,5 76,5 78 79 79,5 80

33 39,5 45 49 52,5 55,5 58 60,5 64 66,5 68,5 70 71 73 74,5 76 77 78

30 36,541,5 46 49 51,5 53,5 56,5 61 64 66 68 69,5 71 72,5 73,5 74,5 75,5

43 46,5 49 50,5 51,5 52,5 53,5 55 56,5 58 59 60 61 62 62,5 63 63,5 64

39,5 43,5 46 47,5 48,549,5 51,5 52 54 55,5 56,5 57,5 58,5 59,5 60,5 61 61,5 62

studfile.net

12) Расчет осветительной установки методом коэффициента использования светового потока

Применяемые в настоящее время приемы расчета освещенности ос­нованы на двух формулах, связывающих полученную освещенность с харак­теристиками светильников:

Принципиальная разность между формулами в том, что первая в не­дифференциальной форме определяет среднюю освещенность на площадке, а вторая показывает освещенность в конкретной точке.

Метод расчета осветительных установок (ОУ), основанный на средней освещенности, назван методом коэффициента использования светового пото­ка (КИСП). Метод расчета ОУ, основанный на второй формуле, носит назва­ние точечного метода. Недостатком второго метода является недостаточно полный учет отраженного света от потолков, стен и других поверхностей. Наиболее точные результаты дает использование обоих методов: метода КИСП для расчета ОУ и точечного метода для проверки освещенности в со­мнительных точках.

Применяется для расчета общего равномерного осве­щения горизонтальных поверхностей внутри помещения с учетом отражений от потолков, стен и рабочих поверхностей.

Метод неприменим при расчете: 1)локализированного освещения; 2) местного освещения; 3) освещения наклонных плоскостей.

Световой поток Ф, достигающий освещаемой поверхности, очевидно будет меньше светового потока ламп светильника, поэтому должен быть скорректирован при помощи кпд светильника, а также коэффициента использо­вания светового потока обусловленного особенностями помещения, коэффи­циентом отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей и кривой силы света светильника.

где Ф_рп — световой поток, достигающий рабочей поверхности, Ф_с — световой поток светильника (источника). Освещенность при этом определяется по следующей формуле:

где Ф_с — световой поток светильника; N_-число светильников в помещении; _и – КИСП; S — площадь помещения, м² ; К₃ — коэффициент запаса.

Освещенность в помещении зависит:

1. от окраски и чистоты потолков, стен, рабочих поверхностей;

2. от КСС светильников: чем уже КСС тем больше _и;

3. от высоты подвеса светильников;

4. от размеров освещаемой площадки.

Расчет ОУ ведется не по средней, а по минимальной освещенности:

z при расчете ОУ принимают в пределах z-1,1… 1,2, тогда необходимый световой поток для освещения помещения на уровне Е_н определяется по формуле:

или

Для нахождения _и=_с_n определяют р_с, р_n, р_р, КСС светильника.

— индекс помещения.

Порядок расчета ОУ методом КИСП

1. Проверяют применимость метода.

2. Выбирают тип ОП и ИС.

3. Выбирают по нормативам Е_н.

4. Определяют Н_р и N_=N_AN_B шт. осветительных приборов.

5. Определяют _c; _n; _р; i; КСС; Z.

6. По справочнику определяют _с и _n.

7. Вычисляют Ф_лр.

8. Выбирают 0,90Ф_р Ф_ст1,2Ф_р.

9. Определяют P_уст=NP_л.

13) Проектирование электроосвещения. Методы расчета освещенности.

Целью светотехнического расчета является определение потребной мощности источников света для получения необходимого уровня освещенно­сти. Прежде чем приступить к решению этой задачи, исходя из характера выполняемых работ и условий окружающей среды у освещаемого объекта, необходимо, пользуясь нормативными документами, определить следующие параметры:

1. уровень нормируемой освещенности Е_Н;

2. виды и систему освещения;

3. тип источника света;

4. напряжение питания и тип светильника с учетом условий окру­жающей среды;

5. размещение светильников;

6. выбрать показатели качества света: К- коэффициент пульса­ции, P_L— уровень блескости и М – уровень дискомфорта.

По результатам расчета определяют световой поток светильников, по которому из справочных таблиц находят мощность ближайшей стандартной лампы выбранного выше типа. При выборе мощности источника света счита­ется допустимым, если световой поток выбираемой стандартной лампы от­личается от расчетного не более чем на — 10 или +20%, т.е. 0,9Ф_РФ_л1,2Ф_Р, если расхождение между стандартным источником света по световому пото­ку превышает указанные пределы, следует повторить расчет, изменив чис­ло светильников, не сильно отклоняясь от наивыгоднейшего их расположе­ния, чтобы получить более близкое совпадение световых потоков стандарт­ной и расчетной ламп.

Иногда возникает необходимость выполнить проверочный расчет при известном расположении светильников и их мощности, т.е. проверяется, соответствует ли получаемая освещенность нормативной.

Светотехнические расчеты в настоящее время достаточно унифици­рованы и проводятся с использованием большого объема справочных мате­риалов, значительно облегчающих расчеты.

На практике светотехнических расчетов наиболее часто используется метод коэффициента использования светового потока и точечный метод. Оба метода имеют свою область применения. Причем, где неприемлем один метод, в полной ме­ре пригоден другой. В простейших случаях пользуются методом удельной мощности

Освещенность определяется по следующей формуле:

где Ф_с — световой поток светильника; N_-число светильников в помещении; _и – КИСП; S — площадь помещения, м² ; К₃ — коэффициент запаса.

Освещенность в помещении зависит:

3. от окраски и чистоты потолков, стен, рабочих поверхностей;

4. от КСС светильников: чем уже КСС тем больше _и;

3. от высоты подвеса светильников;

4. от размеров освещаемой площадки.

Расчет ОУ ведется не по средней, а по минимальной освещенности:

studfile.net

Метод коэффициента использования светового потока

Этот метод применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей только закрытых помещений со светлыми ограждающими поверхностями. Когда нормирована средняя освещенность, его можно применять и для расчета наружного освещения.

Расчет выполняют в таком порядке.

Определяют коэффициенты отражения ограждающих конструкций: р_п — потолка, р_с — стен, р_р — рабочих поверхностей (или пола). Значения коэффициентов отражения для различных материалов и покрытий приведены в таблице 1.2.

Определяют индекс помещения:

, (1.12)

где a, b – длина и ширина помещения, м.

Коэффициент использования светового потока определяют по таблицам главы 4. Этот коэффициент учитывает долю светового потока, генерируемого источником света, доходящую до рабочей поверхности. Коэффициент использования светового потока U прямо пропорционален КПД светильника, зависит от формы кривой силы света светильника, возрастает с увеличением степени концентрации светового потока, с увеличением площади помещения и уменьшением расчетной высоты, с увеличением коэффициента отражения ограждающих конструкций; убывает по мере удаления формы помещения от квадрата, так как при этом уменьшается среднее расстояние светильника от стен и увеличивается доля светового потока, падающего на стены.

Вычисляют световой поток лампы в светильнике:

(1.13)

где z — коэффициент неравномерности, z = 1,1… 1,2.

По этому потоку (если светильник многоламповый, то по потоку, приходящемуся на одну лампу), пользуясь каталожными данными [глава 5], выбирают типоразмер лампы и ее мощность. Если ближайшие лампы имеют световой поток, отличающийся от расчетного более чем на -10…+20%, то выбирают лампу с большим потоком и уточняют число светильников (формула 1.13).

По формуле 1.7 или 1.11 определяют удельную установленную мощность осветительных установок.

Метод удельной мощности

Этот метод является упрощенным вариантом метода коэффициента использования и рекомендуется для расчета освещения второстепенных помещений, а также осветительной нагрузки, когда расчет освещения не входит в задание проекта.

Расчетная формула метода:

, (1.14)

где р_л — мощность лампы, Вт; N — число светильников; Р_уд — удельная мощность освещения; выбирается в зависимости от типа светильника, размеров помещения, коэффициентов отражения стен и потолка, высоты подвеса светильников коэффициента запаса, нормированной освещенности, коэффициента неравномерности (значения Р_уд приведены в главе 4).

Особенности расчета открытых пространств

Наружное освещение осуществляется светильниками или прожекторами. Эти два способа в какой-то мере являются конкурирующими, причем каждый из них имеет свои преимущества и недостатки [4,5].

Светильники выгоднее применять для освещения входов, узких проездов, дорог, тротуаров и т. п. Часто размеры площадок входов и подъездов на плане не указываются. В этом случае их принимают размером 2 х 3 м.

Наружные осветительные установки рассчитывают по формуле:

(1.15)

где ε=∑ε_ι, — суммарная условная относительная освещенность от ближайших светильников. Относительную условную освещенность от светильника определяют по формуле 1.4, приняв в ней Н_р = 1 м. Для дорог и узких проездов расчет по формуле 1.15 обычно приводит к потоку, не совпадающему с потоком стандартной лампы Ф_к типоразмера светильника. Поэтому удобнее задачу решить обратным путем: из формулы 1.13 определяют ε; так как освещенность в контрольной точке М (рис. 1. 3а) создается двумя ближайшими светильниками 1 и 2, то ε_ι = ε/2,за тем графически решают уравнение

. (1.16)

b

E

d

2

L

H_p

M

_i

d

_i

d

M

1



_i

а)

б)

в)

Рис 1.3. К расчету освещения дорог

Для этого строят зависимость произведенияI_α¹⁰⁰⁰cos³α от α (рис. 1.3в). После этого на оси ε откладывают вычисленное значение ε_i.Проводят горизонталь до кривой и из точки пересечения опускают вертикаль и определяют угол α. Зная угол α, и Н_р, из треугольника, изображенного на рис 1.3б, находят расстояние от светильника до расчетной точки d. Из треугольника 12М (рис. 1.3а) находят расстояние между светильниками:

. (1.17)

Прожекторное освещение рекомендуется для освещения строитель­ных площадок, территорий подстанций, выгульных дворов, зернотоков, стадионов и т.д.

Для предварительного приближенного определения необходимой мощности прожекторной установки пользуются методом удельной мощности:

Р = т • Е_H • К₃ • А_у, (1.18)

где m — коэффициент, учитывающий тип лампы Вт/лм; для ламп накаливания m = 0,2 … 0,25, для газоразрядных ламп — 0,12…0,16. Большее число берется при малых площадях (А < 500 м²), меньшее — при больших (А > 500 м²). Далее подбирают тип и число прожекторов таким образом, чтобы произведение числа прожекторов на их мощность равнялось общей мощности прожекторной установки. Подробный расчет прожекторного освещения изложен в [4].

Все исходные и расчетные данные светотехнического расчета заносятся в светотехническую ведомость (табл. 1.5)

Таблица 1.5Светотехническая ведомость

Характеристика помещения

Коэффициенты отражения

Вид освещения

Система освещения

Нормированная освещенность, лк

Коэффициент запаса

Светиль-ник

Лампа

Установленная мощность, Вт

Удельная мощность, Вт

№ по плану

Наименование

Площадь, м2

Класс помещения по среде

стен

потолка

пола

Тип

Количество

Тип

Количество

studfile.net