При верхнем освещении

,

где S_o - требуемая площадь световых проемов при боком осве­щении, м²; S_ф - то же при верхнем освещении, м²; S_п - площадь пола помещения, м²; е_н - нормированное значение К.Е.О., %; К_з - коэффициент запаса, учитывающий снижение К.Е.О. и освещенность вследствие загрязнения и старения световых проемов; - световая характеристика окна; - то же фонаря; К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; К_ф - коэффициент, учитывающий тип фонаря; - общий коэффициент светопропускания; - коэффициент, учитывающий повышение К.Е.О., благодаря свету, отраженному от поверхностей.

Расчет искусственного освещения осуществляется в следующей последовательности:

- выбор системы освещения;

- выбор и размещение светильников в плане и по высоте помещения;

- определение нормируемого значения освещенности (E_н, лк);

- расчет светового потока ламп и выбор типовых ламп (газоразрядных ламп, ламп накаливания), которые обеспечат требуемую освещенность рабочих поверхностей (Е_н).

Выбор системы освещения и светильников обусловливается зрительными работами в помещении, а их размещение должно обеспечить направление световых потоков на рабочие места, ограничение ослепленности, удобство доступа к светильникам для их обслуживания и создание нормированной освещенности более экономичными средствами.

Для общего освещения ряды светильников следует располагать с учетом рабочих мест, по возможности согласуя направление естественного и искусственного света.

Светильники с лампами накаливания следует размещать в вершинах квадратных, прямоугольных или треугольных полей, что дает наибольшую равномерность освещения.

Светильники с газоразрядными (люминесцентными) лампами рекомендуется располагать рядами сплошными или небольшими разрывами, ориентируя ряды параллельно стенам с окнами или продольным осям помещения по длине вдоль рабочих столов или технологического оборудования.

В узких помещениях допустимо однорядное расположение светильников.

Положение светильников в разрезе и на плане помещения определяется расчетной высотой подвеса светильника h_p над рабочей поверхностью и расстоянием l между соседними точечными светильниками или рядами линейных светильников (с люминесцентными лампами).

Расчетная высота подвеса светильника h_p может быть определена исходя из геометрических размеров помещения (рис.2):

Рис.2 - К расчету высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью: e’_c = (0,40,5)l; е''_с = (0,250,3)l

h_p = H – (h_c + h_п), м,

где Н - высота помещения, м; h_c - расстояние светильника от перекрытия ("свес" светильника), м; h_п - высота рабочей поверхности над полом (обычно h_п = 0,8 м).

Расстояние между светильниками (l) можно определить из заданного для выбранного типа светильников оптимального соотношения h_p и l()

= l / h_p .

Для большинства светильников = 1,3-1,4.

Таким образом, l =h_p .

Расчет светового потока, необходимого для обеспечения требуемой освещенности (Е_н) может осуществляться методом светового потока (по коэффициенту использования светового потока) и точечным методом.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.

Световой поток одной лампы (F_л) можно рассчитать по формуле

, лм

где - Е_н нормируемая освещенность, лк; S_п - площадь помещения, м; К_з - коэффициент запаса, учитывающий запыленность светильников и износ источников света в процессе эксплуатации (K_з = 1,4-1,8); Z - коэффициент неравномерности освещения (Z = 1,1-1,2); N - количество светильников, определяемое из условия равномерного освещения; - коэффициент использо­вания излучаемыми светильниками светового потока на расчетной плоскости. Он зависит от типа светильника (Т_с), коэффициентов отражения пола _п, стен _ст, потолка _пот, индекса помещения i = AB/[h_p (A + В)], где А и В - длина и ширина помещения в плане; м; h_p - расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

По полученному результату расчета, т.е. требуемому световому потоку, выбирается ближайшая стандартная лампа.

При выбранном типе и мощности люминесцентных ламп определяется необходимое число светильников в ряду по формуле

N = (E_нSK_зZ)/(nF_св),

где п - число рядов светильников, намечаемое до расчета в соответствии с оптимальным отношением = l / h_p .

Точечный метод позволяет рассчитать освещение не только горизонтальных поверхностей, но и негоризонтальных, а также общее локализованное освещение и местное.

Расчет светового потока лампы F_л при точечном расположении светильников и линейная плотность светового потока F_лп при линейном расположении светильников производится по формулам:

а) для точечных светильников

, лм;

б) для линейных светильников

, лм;

где Е_н - нормируемая освещенность на рабочей поверхности, создаваемая общим освещением, лк; К_з - коэффициент запаса (К_з = 1,4-1,8); h_p - расчетная высота подвеса линейного светильника над рабочей поверхностью; - коэффициент, учитывающий влияние на освещенность в контрольной точке удаленных светильников и отражение света от стен и потолка (= 1,05-1,2); - соответственно условная и относительная суммарная освещенность в контрольной точке от близких светильников (условная - для точечных, относительная - для линейных).

Контрольная точка - это место на рабочей поверхности с минимальным уровнем освещенности, где должно быть обеспечено нормируемое значение освещенности Е_н при системе общего освещения или 0,1Е_н - для системы комбинированного освещения.

Условная освещенность е в контрольной точке определяется по графикам пространственных изолюкс, которые построены в координатах h_p и d (рис.3) от каждого из близких светильников согласно их расположению относительно контрольной точки.

Рис.3 - Пространственные изолюксы

На рис.4 показаны примеры расчета координаты d на плане при однорядном (а) и многорядном (б) расположении точечных светильников.

Рис.4 - Схема к расчету координаты

Относительная освещенность в контрольной точке определяется по графикам линейных изолюкс, построенных в относительных координатах L' и Р' (рис.5) L' = L/ h_p; P' = P/ h_p .

Рис.5 - Схема к определению относительной освещенности в контрольной точке: L - длина ряда светильников; Р - расстояние от контрольной точки (к.т.) до проекции ряда на рабочую поверхность

Для точки А₁ относительные координаты можно определить по формулам:

.

Суммарная относительная освещенность () в контрольной точке А₁ будет равна

=.

Для точки А относительные координаты определяются из выражений:

.

Суммарная относительная освещенность () в этой точке будет равна сумме от четырех ближайших светильников

=.

Для ориентировочных расчетов производственного освещения иногда используют метод удельной мощности (метод Ватт).

Удельной мощностью называется отношение мощности всей системы освещения к площади освещаемого помещения.

Мощность одной лампы Р_л в этом случае рассчитывается по формуле

, Вт,

где Р_у - удельная мощность, Вт/м²; S_п - площадь помещения, м²; п - число ламп.

Удельная мощность Р_у зависит от нормируемой освещенности Е_н, площади помещения S_п, высоты подвеса h_p, типа светильника Т_с, коэффициентов отражения потолка _п, стен _ст и коэффициента запаса К.