9. Тема 12. Расчет установок наружного освещения

Рассматриваемые вопросы:

- общие положения;

- выбор высоты установки светильников и прожекторов;

- расчеты при освещении светильниками;

- прожекторное освещение.

Рекомендуемая литература:

- Справочная книга по светотехнике /Под редакцией Ю.Б. Айзенберга.- М.: Энергоатомиздат, 1995.

- Справочная книга для проектирования электрического освещения

/ Под редакцией Г.М. Кнорринга. - Л.: Энергия, 1976.

- Освещение открытых пространств/ Н.В. Волоцкой, М.С. Дадиомов и др.- Л.: Энергоатомиздат, 1981.

Краткое содержание

Основное назначение установок наружного освещения, обеспечение безопасности движения транспорта и пешеходов в темное время суток.

Освещение открытых пространств выполняется установками систем общего равномерного и локализованного освещения.

При этом необходимо внимательно подходить к выбору источников света, светильников и прожекторов (с учетом их светотехнических характеристик).

При проектировании осветительных установок выбирается тип устройства, определяется вариант их оптимального размещения и мощность источников излучения, обеспечивающих требуемые световые параметры.

При этом, отношение максимальной освещенности к средней (Е_max / E_ср) или яркостей (L_max / L_ср) покрытий дорог, дорог и площадей не должно быть более [1]:

- 3:1, при нормируемой средней освещенности более 6 лк (средней яркости более 0,6 кд/м²);

- 5:1, при нормируемой средней освещенности 4÷6 лк (средней яркости менее 0,6 кд/м²);

- 10:1, при нормируемой средней освещенности менее 4 лк.

Для наружного освещения (улицы, дороги, площади, транспортные развязки, мосты) могут использоваться следующие системы [1]:

- обычная, осветительные приборы (ОП) устанавливаются на высоте 6÷15 м;

- промежуточная, ОП монтируются на опорах высотой около 20 м;

- на высоких опорах, ОП монтируются на высоте 30÷50 м;

- продольно-подвесная, ОП монтируются на тросах, вдоль улиц или дорог, над резервной зоной или разделительной полосой;

- настенная, ОП монтируется на крышах или стенах зданий;

- парапетная, ОП монтируются в виде светящей линии, на высоте 1 м от поверхности земли, в перилах или ограждениях.

При проектировании наружного освещения разрабатывается светотехническая, электротехническая и технико-экономическая части проекта.

При выборе высоты установки ОП необходимо обеспечить ограничение их слепящего действия [3]:

- для светильников с защитным углом менее 15°, в зависимости от источников света, светового потока, класса светораспределения (табл. 3.1, [3]) высота установки светильников варьируется от 6,5 м до 13 м;

- для светильников с защитным углом более 15° - не менее 3,5 м, при любых источников света.

Для светильников с защитным углом более 15°, с рассеивателями из молочного стекла, высота подвеса не ограничивается (площадки для обслуживания технологического оборудования или прохода персонала).

Венчающие светильники рассеянного света допускается устанавливать на высоте:

- не менее 3 м от уровня земли, при световом потоке источника излучения не более 6000 лм;

- не менее 4 м от уровня земли, при световом потоке источника света более 6000 лм.

При использовании наклонно установленных светильников и прожекторов, отношение их осевой силы света к квадрату высоты, не должно превышать значений (в зависимости от уровня освещенности):

С = I_max / h² = 100÷3500.

Исходя из этих соображений, высоту установки прожекторов можно определить по формуле:

h = ; h = m ,

где

m = 1/ .

В [3] приведена допустимая высота установки прожекторов и светильников прожекторного типа.

При использовании ксеноновых ламп (имеется УФ- излучение) высота установки должна быть:

- 15 м, для ламп мощностью 10 кВт;

- 25 м, для ламп мощностью 20 кВт;

- 40 м, для ламп мощностью 50 кВт.

При освещении светильниками используются два метода: метод коэффициента использования (метод светового потока); точечный метод расчета.

В основу методов положены формулы, соответственно:

Е_ср = ; Е = ;

где Е_ср - средняя освещенность, лк;

S - площадь, м²;

Ф - световой поток всех источников света, лм;

η - коэффициент использования установки;

k - коэффициент запаса;

h - высота установки светильников, м;

I_α - сила света в направлении α к расчетной точке;

E - освещенность в расчетной точке, лк.

В формуле метода коэффициента использования площадь:

S = L·b,

где L - расстояние между опорами, а и b - ширина освещаемой площади.

Тогда, расстояние между опорами:

L = [м],

Ф_л - световой поток всех источников излучения установленных на опоре.

Коэффициент использования зависит от схемы размещения светильников, находится по таблицам, исходя из соотношения b / H.

При освещении больших площадей, светильники располагаются по периметру (равномерно) и их количество находится по формуле:

N = ,

коэффициент η находится из соотношения:

b / H = 5.

Для круглосимметричных светильников, расчет освещенности точечным методом проводится с использованием формулы:

Е = [лк],

где µ - коэффициент, учитывающий добавочную освещенность от удаленных светильников

Соотношение между условной и относительной освещенностью определяется выражением:

е = ε / h.

Для некруглосимметричных светильников, расчет производится с использованием графиков изолюкс. Но освещенность в точке определяется не двумя координатами h и d , как для круглосимметричных светильников, а тремя параметрами х, у, h (принято, что оптическая ось светильника совпадает с направлением координаты х).

Для консольных светильников, расчет проводится с использованием изолюкс и таблиц.

Суммарную относительную освещенность можно найти по формуле:

.

Расчет прожекторного освещения сводится к определению:

- числа прожекторов;

- мест установки прожекторных мачт;

- высоты установки прожекторов;

- углов наклона прожекторов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Для предварительного определения мощности и числа прожекторов используется метод удельной мощности:

ω = Р_л·N / S [Вт/м²].

Требуемое количество прожекторов можно найти расчетом по методу коэффициента использования:

N = ,

где η_п - КПД прожектора (доля единиц);

η - коэффициент использования светового потока прожектора.

Данная формула упрощается, если принять, что:

η_п ·η ·Z= C и Е_н·k=Е_р;

N = .

Удельную мощность можно найти используя табличные значения коэффициента m (m = 1/η_п·η·Z·Н, где Н- световая отдача):

ω = m ·E_P ;

тогда количество прожекторов: N = .

Еще один из методов расчетов, компоновка по способу изолюкс.

На освещаемой территории намечаются места установки прожекторов, затем с помощью специальных шаблонов изолюкс, на плане территории, производится их размещение (с учетом высоты установки h и угла наклона (θ).

Шаблоны изолюкс выбираются из соображений, что освещенность соответствующая такой кривой должна быть равна ЕК/2.

Существуют и другие методы расчета, (например, разработанные Сапожниковым Р.А. и Кноррингом Г.М.) основанные на использовании кривых изолюкс и таблиц [1,2,3].