9.9. Расчет прожекторного освещения

Расчет прожекторного освещения обычно производят для определения типа прожектора, необходимого количества, высоты, места и угла наклона оптической оси в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивающих заданную нормами освещенность мест производства работ. В соответствии с ГОСТ 12.1.046—85 для освещения строительных площадок и участков рекомендуется применять типы прожекторов, приведенные в табл. 9.2. Основными характеристиками прожекторов являются: максимальная (осевая) сила света I_о (рис. 9.8), углы рассеяния в вертикальной 2β_в и горизонтальной 2β_г плоскостях. Для точки а_о сила света составляет 0,1 ее максимального значения.

Расчет прожекторного освещения сводят к определению освещенности в ряде точек, намеченных в местах возможной минимальной освещенности. Если в этих точках освещенность окажется меньше нормативной, то изменяют наклон прожекторов, их число или мощность

Сущность расчета состоит в следующем: пусть в точке расположен прожектор, оптическая ось которого составляет угол θ с горизонтом. Направление силы света Iβ_bβ_г к расчетной точке а_i, определяется углами β_в и β_г- Согласно рис. 9.8 значения этих углов могут быть определены из уравнений:

β_в=[arctg(y_j/h_п)-arctg(OO_п/h_п)];

β_г=arctg(x_jcosα/h_п)=arctg(x_jsinα/y_j)

По найденным углам β_в и β_г и кривым равных значений силы света определяют силу света по направлению к расчетной точке α_j и затем освещенность:

(9.6)

Е_г=J_βвβг•cos³α/h²_p

где α— угол между проекцией силы света на плоскость и нормалью к освещаемой поверхности.

В практике проектирования прожекторного освещения для упрощения рассчетов нашли широкое применение приближенный метод по мощности прожекторной установки и метод кривых равных значений относительной освещенности.

Метод расчета по мощности прожекторной установки рекомендован ГОСТ 12.1.046—85. В качестве исходных данных принимают размеры строительной площадки и нормируемую ее освещенность. Ориентировочное число прожекторов равно

(9.7)

N=mE_HkA/P_л

где т— коэффициент, учитывающий световую отдачу источника света; КПД прожекторов и коэффициент использования светового потока принимают по табл. 9.3; Е_н -нормируемая освещенность горизонтальной поверхности, лк; k— коэффициент запаса; А — освещаемая площадь, Р_л -мощность лампы, Вт.

Минимальная высота установки прожекторов над освещаемой поверхностью:

, (9,8)

где I_max— максимальная сила света. Высоту установки прожекторов можно также определить по табл. 9.2.

Таблица 9,2. Типы прожекторов, рекомендуемых для освещения строительных площадок

Прожектор	Лампа	Максимальная сила света, ккд	Максимальная допустимая высота установки, м, при нормируемой освещённости 2 лк								Угол рассеяния
			0,1	1	2	3	5	10	30	50		2βг	2βс
ПСМ-5-1	Г222-1000 ДРЛ-700	120 52	35 23	28 19	22 14	20 13	17 11	13 8	7 5	6 4		21 74	21 90
ПСМ-40-1	Г220-50	70	25	21	17	51	13	10	5	4		19	19
ПСМ-30-1	Г220-200	33	18	15	11	10	9	7	4	3		16	16
ПЗР-400	ДРЛ-400	19	14	11	8	8	7	5	3	3		60	60
ПЗР-250	ДРЛ-250	11	10	8	6	6	5	4	3	3		60	60
ПЗС-45	Г220-1000 ДРЛ-700	130 30	35 17	29 14	22 11	20 10	18 8	13 6	7 4	6 32		26 100	24 100
ПЗС-35	Г220-500	50	22	18	14	13	11	8	5	4		21	19
ПКН-1500-1	КГ220-1500	90	30	25	20	17	15	11	6	5		20	17
ПКН-1000-1	КГ220-1000-5	52	23	19	14	13	11	8	5	4
ИСУ 01x 2000/К-63-В1/	КГ220-5000-1	71	26	22	17	15	13	10	6	5		104	70
ОУКсН-20000	ДКсТ-20000	650	-	65	50	45	40	30	25	25		95	10
СКсН-10000	ДКсТ-10000	165	40	33	25	23	20	15	15	15		137	24

Рис. 9.8. Схема для расчета освещенности, создаваемой прожектором

Рис. 9.9. Изолюксы на условной плоскости(килолюксы). Прожектор ПЗС-45 с лампойГ220-100

0Таблица 9.3. Ориентировочные значения коэффициента т

Источник	Тип прожекторов	Ширина освещаемой площади, м	Значение m при расчётной освещённости лк
			0,5…1,5	2…30
ЛН	ПЗС,ПСМ	75…150	0,90	0,30
		175…300	0,50	0,25
ГЛН	ПКН,ИСУ	75…125	0,50	0,25
ДРЛ	ПЗС,ПСМ	75…250	0,25	0,13
		275…350	0,30	0,15
ДРИ	ПЗС,ПСИ	75…150	0,30	0,10
		175…350	0,16	0,06
ДКсТ-2000	ОУКсН (Н=30)	150…175	0,75	0,50
		200…350	0,50	0,40

■ Пример 3. Спроектировать общее равномерное освещение для строительной площадки, имеющей размеры 300×200 м.

Решение. В соответствии с ГОСТ 12.1.046—85 ,E_н= 2 лк, k =1,7.

По табл. 9.2 выбираем прожектор ПЗС-45 с лампой ДРЛ-700, I_max=30000 кд, β_в=2 ,β_г=100°. Тогда N=0,13•1,7•2•60000/ /700 = 38,1. Принимаем N = 38 шт.

Минимальная высота установки прожекторов равна

.

При определении мест установки прожекторных мачт можно воспользоваться рекомендациями ГОСТ 12.1.046—85. Число прожекторов на одной мачте принимается 10 по длине и 9 по ширине, высота установки —30 м. Угол наклона Θ=15°, коэффициент неравномерности z=E_min/E_ср=0,4. Каждую прожекторную мачту устанавливаем посередине сторон площадки.

Метод кривых равных значений относительной освещенности. При проектировании прожекторного освещения более точные результаты можно получить по зависимостям (9.5) и (9.6). Однако представляет известные сложности нахождение силы света I_βвβг. Для упрощения задачи были разработаны кривые, представляющие собой линии равной относительной освещенности, построенные на плоскости, перпендикулярной оптической оси прожектора и удаленной от его светового центра на расстоянии 1 м. Они строятся в прямоугольной системе координат Н, и т] (рис. 9.9). В этом случае для определения освещенности точки на расчетной плоскости с координатами X, Y используют зависимости:

ρ =sinΘ+cosΘ•(x/h_п);

ξ=(sinΘ•x/h_п-cosΘ/ρ; (9.9)

η=Y/ρ•h_п;

Е_г=ε/ρ³h_п²;

Ев=εX/ρ³h²_п; (9.10)

где θ-- угол наклона оптической оси прожектора от горизонта; ρh_п—расстояние от прожектора до условной плоскости, проходящей через расчетную точку а_i, перпендикулярно оси прожектора; Е_г и Е_в- соответственно освещенности в горизонтальной и вертикальных плоскостях; ε— относительная освещенность, найденная по кривым равных значений относительной освещенности для заданных координат ξ и η

Пример 4. Определить координаты точки Хо, Yo, горизонтальная освещенность которой, создаваемая прожектором ПЗС-35 с лампой Г220-500, установленных на инвентарной стойке на высоте h_n = 8 м, Е_n=10лк

где 2β_г=21, 2β_в=19 и Ф_л=8300лм

При h_п = 8 м и θ=16° оптическая ось прожектора пересекает горизонтальную плоскость на расстоянии X = 8/tgl6° = 28 м от стойки. Принимаем это расстояние за координату Хо.

Применяя формулы (9.9) и (9.10), определяем вторую координату.

β = sin 16°+ 28/8 • cos 16° = 3,64;

ξ=(cos 16° -28/8 • sin 16°) 3,64 = 0,0011;

е = Е_н р³ h²_п = 10 • 3 • 64³ • 8² = 10 848 лк.

По известным ξ = 0,0011 и ε = ЗО,8 клк на графике рис. 9.9 находим т) η= 0,14, тогда координата Yо = ηρh_п ⁼ О,14•3,64•8 = 4,1 м. Очевидно, найденные координаты точки находятся на малой оси эллиптического светового пятна с изолюксой Е_г= 10 лк.

Задачу расчета потребного количества прожекторов и определения мест их установки на строительной площадке принято решать методом компоновки изолюкс или построения веера прожекторов.

?. 1 Какими светотехническими параметрами измеряется свет? 2. Какие требования предъявляют к производственному освещению?3.Как нормируют естественное освещение?4.Как нормируют искусственное освещение?5.Назовите типы и виды производственное освещения, применяемые в строительстве? 6. Чем отличается прожекторное освещение от освещения светильниками? 7. Какие виды источников света применяют в строительстве? Основные характеристики источников света. 8. Какими параметрами характеризуют светильники? 9. В чем сущность расчета производственного освещения по коэффициенту использования? 10. Методика расчета производственного искусственного освещения точечным методом. 11. Приближенный метод расчета прожекторного освещения. 12. В чем сущность методики расчета прожекторного освещения методом компоновки изолюкс?