Расчет освещения методом удельной мощности. Производственное освещение. Расчет искусственного освещения

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:

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.

В

ычисляют световой поток лампы в светильнике:

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:

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 .

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:

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

Рис 1.3. К расчету освещения дорог

Д

ля этого строят зависимость произведенияI α 1000 cos 3 α 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:

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

Р = т Е H К 3 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 м 2), меньшее - при больших (А > 500 м 2). 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 .

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

Таблица 1.5Светотехническая ведомость

В данном материале подробно описан светотехнический расчёт по методу коэффициента использования светового потока. Напомню, что данная методика рекомендована для расчёта общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей (рабочие места), и является верной независимо от того, какой вид светильников вы планируете использовать.

Статьи цикла «Методы расчёта электрического освещения»:

1. Расчёт электрического освещения методом удельной мощности. Начало.
2. Расчёт электрического освещения методом удельной мощности. Продолжение

Итак, для начала введём основную формулу расчёта, а именно уравнение требуемого светового потока светильника:

Фл = Ен*Кз*S*z / n*ƞ

Ен – нормируемая освещённость. Этот параметр является одним из самых важных при расчёте освещения. Нормируемая освещённость зависит от класса зрительной работы выполняемой в освещаемом помещении и выбирается согласно СНиП. Подробнее о выборе нормируемой освещённости вы можете прочитать в соответствующей статье.

Кз – коэффициент запаса. Этот коэффициент учитывает снижение освещённости в процессе эксплуатации осветительных приборов из-за загрязнения светильников и ламп, а также ухудшения отражающих свойств поверхностей стен, потолка и пола. Коэффициент запаса выбирается по таблицам, приведённым в СНиП, и зависит от условий среды в освещаемом помещении, а также от типа светильников.

Таблица 1. Коэффициенты запаса (СНиП 23-05-95)

Согласно своду правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003 для помещений с нормальной средой коэффициент запаса следует принимать равным 1,4 при использовании люминесцентных ламп и 1,2 для осветительных установок с лампами накаливания. Однако если чистка светильников затруднена (высота подвеса более 5 метров и отсутствие мостиков) коэффициент запаса следует увеличить на 0,1.

Что касается пыльных, влажных, сырых, особо сырых и жарких помещений, при использовании светильников с люминесцентными лампами коэффициент запаса принимается равным 1,7 (1 — 4 эксплуатационная группа), 1,6 (5 — 6 эксплуатационная группа), а для ламп накаливания коэффициент запаса равен 1,4.

S – площадь освещаемого помещения.

z – коэффициент неравномерности освещения. Проще говоря, z есть не что иное, как отношение средней освещённости к минимальной (Еср / Емин). Обычно значение коэффициента неравномерности принимается исходя из отношения расстояния между светильниками к высоте их подвеса над рабочей поверхностью (L/hр). При условии, что отношение L/hр находится в пределах рекомендуемых значений, коэффициент z может быть принят при использовании ламп накаливания или газоразрядных ламп 1,15, а при установке люминесцентных ламп 1,1. Если требуется рассчитать среднюю освещённость, либо освещение помещения осуществляется отражённым светом, z принимается равным единице и не влияет на результат расчёта.

n – количество светильников принятых к установке в помещении. Прежде чем приступить к расчёту требуемого светового потока светильника, необходимо определиться с количеством осветительных приборов, которые будут установлены в помещении. Определяя количество светильников, необходимо руководствоваться рекомендуемым отношением L/hр. Подробнее об этом можно прочитать в статье посвящённой выбору количества осветительных приборов.

После вычисления требуемого светового потока светильника может возникнуть ситуация невозможности установки осветительных приборов с таким световым потоком. Например, величина расчётного световой потока светильника может выходить за рамки параметров выпускаемой осветительной продукции. В этом случае следует изменить количество светильников n и провести расчёт повторно.

Если требуется уменьшить расчётный световой поток светильника, то количество светильников n необходимо увеличить. И наоборот: если нужно повысить требуемый световой поток одного светильника, необходимо уменьшить общее количество осветительных приборов.

ƞ – коэффициент использования светового потока. Этот коэффициент является основой данной методики и определяется как отношение светового потока падающего на рабочую поверхность к световому потоку осветительного прибора (Фр / Фоп). Этот коэффициент принимается по таблице и зависит от коэффициентов отражения стен, потолка и пола, а также индекса помещения и типа КСС используемых светильников.

Таблица 2. Коэффициенты использования

Таблица 3. Коэффициенты отражения

Индекс помещения i зависит от геометрических параметров освещаемого помещения (длина (А), ширина (В), высота подвеса светильников над рабочей поверхностью (hр)) и определяется по следующей формуле:

i = А*В / hр*(А+В)

Прежде чем использовать найденный индекс помещения в дальнейших расчётах его необходимо округлить до ближайшего значения из следующего ряда:
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.

После того как найден требуемый световой поток светильника следует выбрать светильники по каталогу производителя. Световой поток принимаемых к установке светильников при этом не должен отличаться от расчётного более чем на 10 % в меньшую сторону и на 20 % в большую. В случае если установка таких светильников по тем или иным причинам невозможна, следует перейти к корректировке расчёта путём изменения количества установленных светильников, как это описано выше.

Надеюсь, этот материал дал исчерпывающие сведения по расчёту искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока, и вам не придётся искать какую-либо дополнительную информацию по данному вопросу. Все приведённые формулы и коэффициенты соответствуют действующим на момент написания статьи требованиям и нормам, и их можно использовать для проектного расчёта.

Статьи цикла «Методы расчёта электрического освещения».

Искусственное освещение бывает: общее, местное и комбинированное.

Задачей расчета является определение потребной мощности электроосветительных установок для создания в производственном помещении заданной освещенности, или при известном числе ламп и их мощности определить ожидаемую освещенность на рабочей поверхности.

Проектируя осветительные установки необходимо решить ряд вопросов:

1.Выбрать тип источника света (где температура воздуха меньше, чем +10°С и меньше 90% от номинального напряжения – лампы накаливания, в др. случаях – люминисцентные лампы.

2. Выбрать систему освещения – общая, местная, комбинированная. Более экономичнее система комбинированного освещения, система общего освещения более гигиенична.

3. Выбрать тип светильников - с учетом загрязнения воздушной среды, взрыво- пожаробезопасности.

4. Произвести распределение светильников и определить их количество.

5. Определить нормирование освещения на рабочем месте - от характера выполняемой работы, системы освещения, источников света.

Расчет искусственного освещения ведут тремя основными методами:

1. По коэффициенту использования светового потока;

2. Точечный метод;

3. Метод Ватт (удельной мощности)

Применяется еще графический метод профессора А. А. Труханова.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности

основным является метод коэффициента использования светового потока. Световой поток

лампы F Л при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминисцентных лампах расчитывают по формуле:

где - нормированная минимальная освещенность,лк;

Площадь освещаемого помещения, м 2 ;

Коэффициент минимального освещения, 1,1-1,5;

Коэффициент запаса, 1,4 - 1,8;

Число светильников в помещении;

Коэффициент использования светового потока ламп, %.

Значение коэффициента определяется по таблицам в зависимости от коэффициента отражения светового потока и показателя помещения , определяемого по формуле:

где , - размер помещения, м;

Высота светильников над расчетной поверхностью, м.

Подсчитав световой поток F по таблице подбирают ближайшую лампу и определяют мощность всей осветительной системы.

Точечный метод применяется для расчета локализованного местного освещения, освещения наклонных плоскостей и для проверки расчета равномерного общего освещения, когда отраженным световым потоком можно пренебречь (рис. 3.12.).

Рис.3.12. Схема для расчёта освещенности точным методом.

В основу точечного метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света:

где - сила света в направлении от источника на заданную точку поверхности;

Расстояние от светильника до расчетной точки;

Угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока на источник;

Вводим коэффициент запаса и заменяем на , и тогда

Данные о распределении силы света приводятся в справочниках.

Стекла чистят - при незначительном выделении пыли - 2раза в год, значительное выделение пыли - 4раза в год, светильники - от 4 до 12 раз в год в зависимости от запыленности помещения.

Освещение > Расчет освещения по методу коэф-та использования и удельной мощности

МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Смотри также по разделу на websor :
Выбор метода расчета
Метод коэффициента использования
Упрощенные формы метода коэффициента использования

При расчете по методу коэффициента использования потребный поток ламп в каждом светильнике Ф находится по формуле

где Е - заданная минимальная освещенность, лк; k - коэффициент запаса; S - освещаемая площадь, м2; z - отношение Еср:Емин; N - число светильников (как правило, намечаемое до расчета); h - коэффициент использования в долях единицы.
В таких помещениях, как конторы, чертежные и некоторые другие, где положение работающего строго фиксировано и создает частичное затенение, следует вводить в знаменатель формулы (5-1) коэффициент затенения около 0,8, но пока это еще не общепринято.

По Ф выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф больше чем на -10...+20% . При невозможности выбора с таким приближением корректируется N. При однозначно заданном Ф (люминесцентные светильники, предназначенные для определенных ламп, маломощные светильники, использование которых целесообразно с лампами наибольшей возможной мощности) формула решается относительно N. При всех заданных других величинах формула может быть использована для определения ожидаемой Е.
При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов и, которое подставляется в (5-1) вместо N. Тогда под Ф следует подразумевать поток ламп одного ряда.
При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф1 может иметь всего 2-3 различных значения. Число светильников в ряду N определяется, как

Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
а. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных и т. д. светильников.
б. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается устройством непрерывного ряда светильников.
в. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами l между светильниками.
Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.
Рекомендуется, чтобы l не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
Входящий в (5-1) коэффициент z , характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L:h), с увеличением которого сверх рекомендуемых значений z резко возрастает. При L:h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящих линий. Для отраженного освещения можно считать z =1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.
Для определения коэффициента использования h находится индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка - , стен - , расчетной поверхности или пола - (см. табл. 5-1).

Таблица 5-1 Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Индекс находится по формуле

где А - длина помещения; В - его ширина; h - расчетная высота.
Для помещений практически неограниченной длины можно считать i=B/h.
Для упрощения определения i служит табл. 5-2. В одной из трех верхних строк, в зависимости от глазомерно оцениваемого отношения А:В, находится значение h, ближайшее к заданному; движением вида но столбцу находятся два значения площади, между которыми заключено заданное значение, и движением вправо до столбца "индексы" находится значение i .
Например, если А=20 м, В=10 м и h =4,3 м,то для интервала А:В=1,5 ... 2,5, двигаясь вправо между значениями S=157 м2 и S=219 м2, находим i =1,5.
Во всех случаях i округляется до ближайших табличных значений; при i > 5 учитывается i = 5.
Значения коэффициентов использования для светильников с лампами накаливания (для примера) приводится в табл. 5-3.

Таблица 5-2 Таблица для определения индекса помещения

Таблица 5-3 Коэффициенты использования светового потока. Светильники с лампами накаливания

Так как число типоразмеров светильников для люминесцентных ламп за последние годы во много раз возросло, представилось невозможным давать для каждого светильника отдельную таблицу. Светильники со сходными светотехническими характеристиками объединены в группы, для каждой из которых даны усредненные значения коэффициентов использования.
Приводимые таблицы коэффициентов использования не охватывают всей номенклатуры светильников. При необходимости более точного определения коэффициентов использования следует пользоваться методом их расчета, изложенным в разделе .
В большинстве случаев, в особенности для светильников для общественных зданий, достаточен приближенный расчет h с помощью табл. 5-19 и 5-20, выполняемый по схеме: по форме кривой силы света в нижней полусфере определяется ее тип: пo каталожным данным светильника определяются, в процентах от потока лампы, потоки нижней (Ф 1 ) верхней (Ф 2 ) полусфер; первый умножается на значение коэффициента использования по табл. 5-19, второй - по табл. 5-20; сумма произведений дает общий полезный поток, делением которого на поток лампы обычно 1000 лм) находится коэффициент использования.

Пример 1. Определить коэффициент использования при i = 1,5, подвесного светильника. По каталогу завода Ф1=0,64 и Ф2=0,80-0,64=0,16.
Кривая силы света в нижней полусфере по форме наиболее близка к кривой Д.
Пользуясь таблицами, находим

Пример 2. В помещении, для которого выше определен индекс, установлено 12 светильников ППР и требуется обеспечить Е=30 лк при k=1,5. Задано .
При указанных данных и i=1,5 по табл. (как таб. 5-3) находим h =0,32, откуда

Выбираем лампу 200 Вт, 2800 лм.

Пример 3. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛДОР с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е=300 лк при k=1,5. В табл. (как таб. 5-3) находим h =0,44. Поток ламп одного ряда

Если принять светильники с лампами 2Х40 Вт (с общим потоком 5700 лм), то в ряду необходимо установить 75 000:5700 = 13 светильников; светильники с лампами 2 X 80 Вт (с потоком 9920) - 8 светильников. Так как длина ряда около 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в ряд.
Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше.