Розрахунок штучного освітлення

Загальні принципи розрахунку. Розрахунок штучного освітлення ведуть в певній послідовності. Перш за все вибирають тип джерела світла, систему освітлення і по таблиці 20.1 визначають норму освітленості. Потім, віддавши перевагу конкретному типу світильників і способу освітлення, розміщують їх у приміщенні і розраховують освітленість в цікавлять точках. Після цього уточнюють розміщення і число світильників, визначають одиничну потужність ламп.

При виборі джерел світла керуються такими міркуваннями. У приміщеннях з високими вимогами до якості передачі кольору, температурою повітря вище 10 ° С і відсутністю небезпеки травматизму в зв'язку зі стробоскопічним ефектом віддають перевагу економічним газорозрядним лампам. Люмінесцентне освітлення слід застосовувати в приміщеннях при нестачі або відсутності природного світла і виконанні точних робіт.

Визначаючи систему освітлення, враховують велику економічність системи комбінованого освітлення і на противагу цьому більша досконалість в гігієнічному відношенні системи загального освітлення, так як остання дозволяє рівномірніше розподілити світловий потік і яскравість в поле зору. Поліпшення конструкцій освітлювальних приладів неминуче повинно привести до витіснення комбінованого освітлення, тому по можливості необхідно виключати використання місцевих світильників. Однак при виконанні робіт I. V розрядів для створення необхідної спрямованості світлового потоку і виключення блесткости доцільно застосовувати комбіноване освітлення.

У разі вибору системи загального освітлення беруть до уваги те, що локалізоване освітлення дозволяє домогтися високих рівнів освітленості на окремих ділянках робіт без підвищення економічних витрат. Застосуванню локалізованого освітлення віддають перевагу також в разі нерівномірного розміщення обладнання по площі приміщення.

Тип світильника визначають за технологічними умовами з урахуванням вимог до розподілу яскравості в полі зору працюючих. Вибір конструктивного виконання світильників залежить від стану повітряного середовища в даному приміщенні (наявності пилу, вологи, пожежо- або вибухонебезпечних речовин).

Розташування світильників в приміщенні при системі загального освітлення залежить від висоти їх підвісу над освітлюваної площиною. Дотримуючись оптимальне відношення відстані між світильниками l до висоти їх підвісу h, досягають необхідної рівномірності освітлення робочих поверхонь. Значення l / h для світильників деяких типів наступні: 1,4 - для "Глубокоізлучателя", "Люцетта", ОД, ТДВ, ПВЛ-6; 1,5 -для "Універсаль", ПУ, ПВЛ-1; 2-для ВЗГ, Фм.

Необхідно також вибрати відстань l1 між світильниками і стіною. Якщо робочі поверхні горизонтальні і розташовані безпосередньо біля стін, то рекомендується приймати l1 = (0,25. 0,3) l. Якщо ж уздовж стін розташовані проходи, то l1 = (0,4. 0,5) h.

Світильники з люмінесцентними лампами в приміщенні зазвичай розташовують рядами. Відстань між рядами приймають рівним (1,2. 1,5) / h в залежності від типу світильників.

Розрахунок методом питомої потужності. Даний метод застосовують для орієнтовних або перевірочних розрахунків освітленості в приміщеннях при рівномірному розташуванні в них світильників. Значення питомої потужності Ру залежать від багатьох змінних, але для випадків оптимального розташування світильників відомого типу, заданої освітленості і висоти підвісу вони відомі. Їх можна знайти в довідковій літературі.

У цьому випадку потужність однієї лампи, Вт, розраховують за формулою

де Pу - питома потужність світильників, необхідна для освітлення приміщень, Вт / м2; Sп - площа підлоги, м2; пл - число ламп.

Отриманий результат округлюють. до найближчого більшого значення стандартної потужності лампи.

У довідниках зазвичай вказані питомі потужності з урахуванням призначення виробничих приміщень. Наприклад, для креслярських залів Ру = 24. 28 Вт / м2, для доїльних залов- 15,5, для телятників - 8, для складів - 2,5 Вт / м2 і т. Д.

Розрахунок методом світлового потоку. Цей метод дозволяє визначити світловий потік ламп при заданій освітленості робочої поверхні, загальному освітленні з рівномірним розташуванням світильників, з урахуванням відбитого стінами і стелею світла. Метод світлового потоку непридатний в наступних випадках: при розрахунку спрямованого сконцентрованого світлового потоку; для локалізованого, місцевого та зовнішнього освітлення; при негоризонтального робочих поверхонь.

По знайденому значенням Фл і таблиці 20.3 вибирають стандартну лампу, округляючи отримане розрахункове значення світлового потоку в більшу сторону. Потім визначають електричну потужність освітлювальної установки і дійсну освітленість, лк:

де Фл.т - світловий потік обраної лампи, лм.

20.3. Електричні і світлові характеристики ламп

Розрахунок точковим методом. Даним методом визначають світловий потік ламп, необхідний для створення заданої освітленості при будь-якому розташуванні освітлюваної поверхні і світильників у випадках, коли відбите світло несуттєвий. Точковий метод можна застосовувати для розрахунку як внутрішнього, так і зовнішнього освітлення.

В основі методу лежить відоме світлотехнічне співвідношення, що визначає залежність освітленості поверхні Е, створюваної точковим джерелом світла, від сили світла I, відстані до поверхні r і кута падіння світла на цю поверхню α:

Е = I cos α / r2.

В якості розрахункової приймають точку з найменшою освітленістю (точка А на рис. 20.4). Так як світловий потік світильників ще невідомий, то вираховують не справжню, а умовну освітленість Її, т. Е. Ту, яка була б створена в розрахунковій точці, якби в світильниках обраного типу перебували лампи з умовним світловим потоком в 1000 лм. Для випадку, відповідного малюнку 20.4,

де Ii - сила світла обраного світильника в напрямку до розрахункової точки, кд, яка визначається за кривими сили світла - графіками просторових изолюкс конкретного світильника; αi - кут між віссю світильника і лінією, що з'єднує світловий центр світильника із заданою точкою; h = rcos α - розрахункова висота підвісу, м.

Мал. 20.4. До розрахунку освітленості, створюваної в точці декількома світильниками

Щоб знайти дійсну освітленість, слід умовну освітленість помножити на коефіцієнт, що враховує відміну істинного значення світлового потоку прийнятої лампи від умовного і рівний 10-3 Фл. Крім того, в формулу для визначення Од слід ввести коефіцієнт μ = 1,05. 1,1, що враховує вплив віддалених світильників і відбитого світла. Необхідно також мати на увазі і той факт, що в процесі експлуатації освітлювальна установка перестає задовольняти пропонованим до неї вимогам через "старіння" лампи (світловий потік до кінця терміну служби зменшується на 15. 20%), зниження відбивних властивостей поверхонь світильників внаслідок корозії , запилення світильників. Зниження дійсної освітленості від зазначених факторів враховують коефіцієнтом запасу k, значення якого знаходяться в межах 1,3. 2.

Мал. 20.5. До розрахунку освітленості похилій площині

Якщо необхідно розрахувати освітлення похилій площині, то через розрахункову точку, що лежить на цій площині, проводять допоміжну горизонтальну площину (рис. 20.5). Зв'язок між горизонтальною освітленістю в розрахунковій точці Ет і освітленістю похилій площині? Н виражається співвідношенням

Ен = ψEг, де ψ = cos θ ± р sin θ / h. Величини θ, р, h показані на малюнку 20.5.