11. Розрахунок освітлювальної установки

Завданням розрахунку освітлювальної установки є визначення кылькосты й потужності джерела світла або визначення фактичної освітленості, створюваної спроектованою установкою.

Розрахунок освітлення виконується точковим методом або методом коефіцієнта використання. Метод коефіцієнта використання світлового потоку призначений для розрахунку рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь при відсутності великих предметів, що затінюють. З цією метою використовують також різні спрощені форми цього методу. Точковий метод служить для розрахунку освітлення довільно розташованих поверхонь і при будь-якому розподілі освітленості.

Метод коефіцієнта використання. При розрахунку за цим методом світловий потік ламп у кожному світильнику, необхідний для створення заданої мінімальної освітленості (норма освітленості — Е_н), визначається за формулою:

Де К_зап— коефіцієнт запасу; F_z - площа освітлюваної поверхні, м²;

z = E_ср/Е_ном - коефіцієнт мінімальної освітленості (приблизно можна приймати z=1,1 — для люмінесцентних ламп, z =1,15 — для ламп розжарення й ДРЛ); Е_ср — середня освітленість, лк; N — кількість світильників (як правило, планується до розрахунку); η — коефіцієнт використання світлового потоку джерела світла, частинні одиниці.

За значенням Ф вибирається стандартна лампа так, щоб її потік відрізнявся від розрахункового значення Ф на -10…+20 %. При неможливості вибору джерела світла з таким наближенням коректується кількість світильників.

При розрахунку освітлення , виконаного люмінесцентними лампами, найчастіше спочатку планується кількість рядів п, що в (3.1) відповідає величині N. Тоді під Ф варто розуміти потік ламп одного ряду.

Якщо світловий потік ламп у кожному світильнику становить Ф_ном, то кількість світильників у ряді визначається за формулою

N = Ф/ Ф_ном (3.2)

Сумарна довжина N світильників порівнюється з довжиною приміщення, при цьому можливі наступні випадки:

1. сумарна довжина світильників перевищує довжину приміщення. У цьому випадку необхідно застосувати потужніші лампи (у яких потік на одиницю довжини більше) або збільшити кількість рядів, можна компонувати ряди зі здвоєних, строєних світильників і т.д.;

2. сумарна довжина світильників дорівнює довжині приміщення: завдання вирішується установкою безперервного ряду світильників;

3. сумарна довжина ряду менша від довжини приміщення: приймається ряд з рівномірно розподіленими уздовж його розривами між світильниками. Рекомендується, щоб відстань між світильниками в ряді l_т не перевищувало 0,5h.

Коефіцієнт використання світлового потоку є функцією індексу приміщення i, що визначається за формулою: (3.3)

де L_Ц - довжина приміщення, В_Ц-ширина приміщення, м.

Точковий метод служить для розрахунку освітлення як довільно розташованих поверхонь і при будь-якому розподілі джерел світла. Відбита складова освітленості враховується приблизно.

Розглянемо точковий метод розрахунку на прикладі круглосиметричних точкових випромінювачів (лампи типів ДРЛ, ДРИ, розжарення - їхні геометричні розміри набагато менші ніж відстані до освітлюваної поверхні) і ліній, що світять (довжина випромінювача перевищує половину розрахункової висоти).

Для круглосиметричних точкових випромінювачів приймається, що потік лампи (при багатолампових світильниках— сумарний потік ламп) у кожному світильнику дорівнює 1000 лм. Створювана від кожного світильника освітленість називається умовною й позначається е. Освітленість е залежить від світлорозподілу світильників і геометричних розмірів d й h (h — розрахункова висота; d — відстань від проекції світильника на розрахункову поверхню до контрольної точки). Характерні контрольні точки (точки, для яких ведеться розрахунок або в яких перевіряється освітленість) для загального рівномірного освітлення показані на мал. 3.18. Як розрахункові точки варто приймати такі, де освітленість мінімальна, і в той же час в області розташування цих точок виконуються зорові роботи відповідно до прийнятого класу точності.

Для визначення величини е служать просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості, на яких перебуває точка із заданими величинами d й h (d, як правило, визначається обмірюванням за масштабним планом), е визначається шляхом інтерполяції найближчих ізолюкс.

Рис. 3.18. Вибір характерних контрольних точок при різних способах розміщення світильників

С умарна дія «найближчих» світильників створює в контрольній точці умовну освітленість Σе. Дія більш віддалених світильників і відбита складова освітленості враховуються коефіцієнтом μ (μ = 1,1…1,2). Тоді для одержання в цій точці освітленості Е_н з урахуванням коефіцієнта запасу К_зап лампи в кожному світильнику повинні мати світловий потік, лм,:

За цим потоком підбирається лампа, потік якої повинен відрізнятися від розрахункового на -10…+20 %. При неможливості вибору лампи з таким допуском коректується розташування світильників.

Розглянемо точковий метод стосовно випадку розташування світильників світними лініями. Характеристикою світних ліній є лінійна щільність світлового потоку ламп, лм/м, що визначається діленням сумарного потоку ламп у лінії Ф на її довжину l_c,_л, причому лінії з рівномірно розподіленими по їхній довжині розривами l_т розглядаються в розрахунку як безперервні, якщо l_т ≤0,5h, а під L_Г,Л, розуміється довжина лінії. Для протяжних ліній з такими ж розривами можна вважати: (3.4),

де Ф — потік ламп у суцільному елементі довжиною l_c,_л.

При l_т >0,5 для кожної суцільної ділянки лінії окремо визначається Ф' і створювана цією ділянкою освітленість.

При загальному рівномірному освітленні контрольні точки, як правило, вибираються посередині між рядами світильників.