Определение параметров освещения расчетным и опытным путем

Цель работы: освоить методы расчета освещения, методику замера освещенности и коэффициентов отражения поверхностей.

Задание на исследование: В соответствии с номером бригады по рис. 10.1. выбирается контрольная точка, для которой выполняются необходимые расчеты и замеры.

Объектом исследования является учебная аудитория № 224, в которой установлены двухламповые светильники типа ЛП002 с лампами ЛД-40.

Коэффициенты отражения поверхностей в данном помещении принимаются: ρ_п=0,7; ρ_с=0,5; ρ_р=0,1.

Программа и методика исследования:

1. Выписать характеристики светильников и ламп из каталогов [1, 2, 3] в таблицу 0.1. (в работе используются, люксметр, тубус, линейка).

2. Вычислить суммарный поток осветительной установки: ∑Ф_л = Ф_л ∙ n_л ∙ N, где Ф_л - табличное значение потока одной лампы: N - число светильников в помещении, n - количество ламп в светильнике. Определить суммарный поток от первого ряда ∑Ф_л1, и от второго ∑Ф_л2.

3. Рассчитать среднюю теоретическую освещенность помещения, ис- пользуя метод коэффициента использования осветительной установки.

где S=a∙b - площадь помещения, м²

К_з - коэффициент запаса. Принимается для л.л. 1,5.

Z - коэффициент неравномерности освещения.

Принимается для линейных источников Z=l,2.

U_о.у. - коэффициент использования светового потока осветительной установки, определяемый по П.IV [3] в зависимости от типа светильника, коэффициента отражения стен, потолка и пола ρ_c; ρ_п; ρ_р и индекса помещения, вычисляемого по формуле;

а и b - размеры помещения в плане;

h - расчетная высота;

h=h₀ - h_св - h_p

h₀ - высота помещения;

h_св - высота свеса светильников (0,0÷0,2 для потолочных светильников)

h_p- высота рабочей поверхности над полом

h_p=0,8 м (в данном помещении рабочей поверхностью является поверхность стола).

Определить U_о.у.ρ=0 - коэффициент использования осветительной установки при отсутствии отражающих поверхностей (черная комната).

Вычислить μ₀ - коэффициент, учитывающий отраженную составляющую освещенности:

Для допуска к выполнению экспериментальной части работы заполнить строку «теоретическая» таблицы 10.1 и привести расчеты величин, приведенных в данной таблице.

4. Выполнить расчет точечным методом от линейного источника. Целью расчета является определение прямых составляющих освещения в контрольной точке от первого ряда Е_кпр1 и второго Е_кпр2.

Рис. 10.1. план помещения с расположением контрольных точек.

Рис. 10.2 Общий вид помещения с расположением светильников.

где L_л - длина лампы,

n_л - число ламп в светильнике,

ε- относительная условная освещенность, определяемая по графикам линейных изолюкс построенных в координатах L’ и р’, при этом

;

где L₀ - длина светящей линии;

р - расстояние от торца светящей линии до контрольной точки в плане по перпендикуляру.

В случае, если контрольная точка находится не против торца лампы, расчет ведется следующим образом:

1. Контрольная точка проецируется на линию. В этом случае линию разрывают на две части так, чтобы торцы каждой части линии оказались против точки. Найдя L’₁ и L’₂, по изолюксам находят ε₁ и ε₂, затем их складывают: ε= ε₁ +ε₂

2. Контрольная точка не проецируется на линию В этом случае условно её продолжают так, чтобы точка оказалась против торца линии, и находят L’₁ и L’₂ = L’₁ — L’₀, где L’₁ - полная длина линии (с условной частью). Далее по изолюксам определяют ε₁ и ε₂. Фактическая освещенность является разностью: ε= ε₁ –ε₂

Вычислить суммарную расчетную прямую составляющую освещенности:

∑E_кпр = E_кпр1+E_кпр2 и отраженную составляющую: E_отр = E_ср - ∑E_кпр.

5. Определить табличное значение удельной мощности W, пользуясь справочным материалом.

6. Перед измерением освещенности для заполнения строки «экспериментальная» таблицы 10.1 необходимо ознакомиться с конструкцией люксметра (консультация преподавателя). Замерить освещенности в точках 1’÷5', определить E_ср, и значение внести в таблицу 10.1.

По известным Е_ср и Е_min определить экспериментальный коэффициент неравномерности освещения.

В заданной контрольной точке при помощи тубуса (установить тубус на фотоэлемент люксметра в направлении ряда светильников), зафиксировать максимальное значение освещенности.

Записать в таблицу значения Е_кпр1 и Е_кпр2.

Таблица 10.1. Результаты расчетов и измерений

Величина	Ек.полн	Еср	Екпр1	Екпр2	∑Ек.пр	Ек.отр	Uо.у	μ0	W	Z	Кз
Единица измерения	лк	лк	лк	лк	лк	лк	-	-		-	-
Опытная (эксперимент)		-
Расчетная (теоретическая)	-
Расхождение, %

Определить в данной точке полную освещенность (замер выполнить без тубуса установив фотоэлемент горизонтально на уровне стола). Вычислить отраженную составляющую:

7. Вычислить коэффициент добавочной освещенности экспериментальный.

8. Экспериментальное значение коэффициента использования осветительной установки можно вычислить по формуле:

9. Определить из опыта удельную мощность:

10. Измерить коэффициенты отражения всех поверхностей

Коэффициентом отражения светового потока поверхности называют отношение светового потока Fr, отраженного поверхностью, к световому потоку F, падающему на поверхность:

Значение падающего потока легко найти по освещенности и площади освещаемой поверхности. Определить отраженный поток, не применяя специальные устройства и приборы, практически нельзя. Поэтому здесь рассмотрена упрощенная методика определения коэффициента отражения при помощи люксметра, позволяющая получить результат с погрешностью ±10 %. Сущность методики состоит в следующем.

При нахождении коэффициента отражения отношение световых потоков можно заменить отношением освещенности Е_отр, которую создает отраженный поверхностью поток в непосредственной от нее близости, к освещенности Е поверхности, создаваемой падающим на нее потоком:

(96)

Такая методика возможна, если площадь исследуемой поверхности значительно превышает площадь фотоэлемента люксметра, равномерно освещена и есть рассеянное отражение. В этом случае, расположив фотоэлемент на исследуемой поверхности, измеряют ее освещенность (рис.10.3), которая может создаваться как естественными, так и искусственными, как однотипными, так и разнотипными источниками.

Затем фотоэлемент обращают светочувствительным слоем к поверхности и располагают его на расстоянии 20...30 см от нее в параллельной плоскости. Плавно удаляя и приближая фотоэлемент к поверхности, фиксируют наибольшее показание люксметра. Это и будет освещенность Е_отр, создаваемая отраженным потоком. Отношение измеренных освещенностей и есть коэффициент отражения. Результаты внести в табл. 10.2.

Рис.10.3. Расположение фотоэлемента люксметра при определении коэффициента отражения поверхности:

а - измерение освещенности от падающего потока; б - измерение освещенности от отраженного потока

Таблица 10.2. Определение коэффициентов отражения поверхностей.

Поверхность	Характер покрытия	Площадь (м2)	Епад, (лк)	Еотр, (лк)	ρ, %	ρср
Потолок						-
Стены Шкафы Доска Окна
Пол						-

Значение среднего коэффициента отражения всех поверхностей определяется по формуле:

где ρ_n, ρ_с, ρ_р - коэффициенты отражения потолка, стен, пола соответственно.

S_n, S_c, S_p - соответственно их площади.

11. Определить коэффициент снижения потока светового прибора:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11