4. Основы расчета и проектирования освещения

Основными задачами светотехнических расчетов являются:

• при естественном освещении — определение требуемой площади световых проемов;

• при искусственном — определение потребной мощности осветительной установки.

Общая площадь световых проемов (окон S₀ или световых фонарей S_Ф), необходимая для обеспечения нормированного значения КЕО е_Н главным образом зависит от площади помещения S_П и определяется в зависимости от устройства освещения как:

(при боковом освещении);

(при верхнем освещении),

где S_П — площадь пола; ₀ и _Ф — световая характеристика окна или фонаря; К_ЗД — коэффициент, характеризующий затенение окон от противостоящих зданий; К_З — коэффициент запаса, характеризующий уменьшение светового потока из-за запыления; ₀ — общий коэффициент светопропускания проема; r₁ и r₂ — коэффициенты, учитывающие повышение КЕО от отраженного света. Величины S позволяют определить необходимое количество световых проемов с заданными размерами (или наоборот).

Для расчета искусственного освещения используются 3 метода расчета:

Метод светового потока или коэффициента использования предназначен для расчета общего освещения горизонтальных поверхностей. Световой поток группы из N светильников, необходимый для обеспечения нормируемой освещенности Е, составляет

,

где S — площадь освещаемого помещения; z — коэффициент минимальной освещенности; k — коэффициент запаса светильников;  — коэффициент использования светового потока светильников.

Коэффициенты z и k учитывают, соответственно, пульсации светового потока и его уменьшение при эксплуатации от износа и запыления. Коэффициент  зависит от типа светильников, коэффициентов отражения стен, пола и потолка, от размеров помещения. Его величина показывает долю светового потока, поступающего на освещение горизонтальных поверхностей.

По полученному значению светового потока Ф выбирается ближайшая стандартная лампа и определяется мощность осветительной установки.

Точечный метод применяется для дополнительного расчета местного освещения в системе комбинированного. Определяется освещенность в расчетной точке ,

где I_ — сила света в направлении от источника на расчетную точку А рабочей поверхности;  — угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока.

Метод удельной мощности применяется для ориентировочных расчетов. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы для создания нормируемой освещенности ,

где р — удельная мощность, Вт/м² (р — это отношение мощности осветительной установки к площади помещения S); N — количество ламп. Величины Р приведены в светотехнических справочниках в зависимости от типа светильников, требуемого уровня освещенности, схемы расположения светильников, площади помещения и других параметров помещения и осветительной установки.

Проектирование искусственного освещения связано с реализацией нескольких этапов:

• выбор типа источников света (ламп накаливания или газоразрядных ламп);

• выбор системы освещения. Наиболее экономична комбинированная система, но в гигиеническом отношении система общего освещения более совершенна, т.к. минимизирует адаптацию и усталость глаз. Выбор зависит от конкретных условий деятельности;

• выбор типа светильников с учетом характеристик светораспределения, обеспечивающих максимальный коэффициент использования светового потока , ограничения прямой блесткости, по экономическим показателям, условиям среды (в том числе взрыво-и пожароопасности);

• выбор схемы расположения светильников для общего освещения) и предварительное определение их количества;

• определение нормируемой освещенности. Для общего и комбинированного освещения величина Е устанавливается в зависимости от характера зрительной работы, кроме того, для комбинированной системы нормами задается распределение Е между общим и местным освещением в виде доли общего освещения в системе комбинированного;

• расчет параметров осветительной установки и определение ее мощности.

Для получения оптимальных параметров возможна корректировка схемы и количества светильников. Если директивно выбраны тип и мощность источников, то необходимое количество светильников N определяется по формуле для расчета светового потока Ф.