Метод коэффициента использования светового потока.
Как указано выше он рекомендуется для расчета равномерного освещения помещений. При установлении необходимых исходных данных (см. выше) рассчитывают требуемый световой поток одного светильника (световой линии)для создания нормируемой освещенности рабочей поверхности в помещении по формуле:
Fp = (Eн·S·Kз) / (n· ŋ · z), лм (11)
где – Ен – нормируемая освещенность, лк;
S – площадь помещения, м2;
Кз –коэффициент запаса (1,3 – 2,0), зависит от запыленности воздуха и вида источников света;
n – количество светильников (световых линий) в помещении;
Z – коэффициент неравномерности освещения, зависит от типа светильника (справочная величина);
ŋ – коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и коэффициентов отражения света от внутренних поверхностей помещения.
Индекс помещения вычисляют по формуле:
i = S / ( h(C + D)) (12)
где – C и D – длина и ширина помещения, м;
S – площадь помещения, м2.
По таблицам в зависимости от индекса помещения (i) и коэффициентов отражения света стенами (ρс ), потолком (ρп) и полом (ρпол) определяют коэффициент использования светового потока (ŋ) для помещения.
По расчетному световому потоку (Fp) с учетом К.П.Д. светильника (ŋс) выбирают мощность лампы так, чтобы ее световой поток (Fл) был больше или равен расчетному (Fр), т.е. Fл · ŋс ≥ Fр.
Отклонение светового потока лампы с учетом К.П.Д. светильника (Fл·ŋс) от расчетного не должно выходить за пределы в сторону увеличения больше, чем на 20%, в меньшую – на 10%.
Если окажется, что расчетная мощность лампы превышает возможную, то необходимо в одной светящей точке установить несколько светильников, чтобы их суммарный световой поток с учетом К.П.Д. светильников был больше или равен расчетному, т.е. ŋс · ΣFл ≥ Fр.
Затем определяют расчетную освещенность (Ер) рабочей поверхности:
Ер = Ен·(Fл / Fр), лк (13)
При люминесцентном освещении (световые линии ) после определения расчетного светового потока одной линии (формула 11) рассчитывают количество светильников в одной линии:
Np = Fp / (Fc · ŋc), шт (14)
Fс – световой поток ламп в одном светильнике, лм;
ŋc – К.П.Д. светильника.
Принимают ближайшее большее целое число светильников. Затем их равномерно размещают в линии в 1, 2, 3 и т.п. рядов.
Точечный метод.
При точечном методе на плане помещения с расположенными на нем световыми точками или линиями намечают контрольные точки, в которых предположительно будет наименьшая освещенность (рис. 14, 15)
Рис. 14. Схема расположения контрольных точек для точечных источников света.
Затем аналитическим способом для точечных источников вычисляют условную освещенность в каждой контрольной точке от всех светильников по формуле
Еус.i = Iai · cos3ai / (Кз · h2i )лк, (15)
где Iai – сила света i-го светильника в направлении контрольной точки, кg;
a - угол между нормалью и направлением силы света (I) к точке;
h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.
Для контрольной точки с минимальной условной освещенностью от всех светильников вычисляют расчетный световой поток (Fp), необходимый для создания нормируемой освещенности в контрольной точке
Fp = 1000·Ен / (μ ·Еус.min), лм (16)
где μ - коэффициент, учитывающий удаленные светильники, которые не вошли в расчет. Если они есть, то μ = 1,1, если их нет, то μ = 1,0.
По (Fp) выбирают мощность лампы также как и при методе коэффициента использование светового потока.
Для люминесцентных источников света (световые линии) расчет проводят графоаналитическим методом (рис. 15).
Рис. 15. Схема к расчету освещения от люминесцентных источников света графоаналитическим методом
После размещения контрольных точек на плане помещения рассчитывают условные координаты (L´, P´) контрольных точек затем по этим координатам на графике условной освещенности (см. рис. 15) определяют условную освещенность в контрольной точке. Для контрольной точки с наименьшей условной освещенностью (Еус.min) рассчитывают условный расчетный световой поток (F´p, формула 17). По условному световому потоку (Fp´) рассчитывают световой поток (Fp) одной световой линии, необходимый для создания в контрольной точке нормируемой освещенности по формуле:
Fp´ = (1000·Ен · Кз · h)/(m ·Еус.min), лм/м, (17)
и Fp = Fp´ · L, лм (18)
где L – длина светящей линии, м.
По (Fp) рассчитывают количество светильников для одной светящей линии, так же, как при методе коэффициента использования светового потока.
Местное, наружное и др. виды освещения рассчитывают по точечному методу.
С целью снижения трудоемкости расчетов освещения точечным методом на кафедре ОТ и ОС ПГТУ разработана математическая модель, алгоритм и программа для расчета освещения от точечных и люминесцентных источников света на ПК. Разработаны методические указания к расчету на ПК освещения от точечных и люминесцентных источников света. Студенты ПГТУ используют эти программы для расчета освещения на практических занятиях, в контрольных работах и дипломном проектировании.