Расчет искусственного освещения

При проектировании искусственного освещения применяются в основном два метода расчета: коэффициента использования светового потока и точечный.

Метод коэффициента использования светового потока позволяет рассчитать среднюю освещенность поверхности с учетом всех падающих на нее прямых и отраженных потоков света. Переход от средней освещенности к минимальной осуществляется приближенно. Поэтому данный метод применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей. Расчетная формула вытекает из (3) путем нахождения светового потока одной лампы и с учетом поправочных коэффициентов:

, (5)

где Е_Н – нормируемая освещенность, лк;

К – коэффициент запаса;

z – коэффициент неравномерности;

 – коэффициент использования светового потока,%;

n – общее число светильников.

Коэффициент «К» выбирается по таблицам СНиП 23–05–95* в зависимости от условий запыленности и приближенно принимается равным 1,3 для ламп накаливания и 1,5 – для люминисцентных ламп.

Коэффициент «z» определяется по таблицам СНиП 23–05–95* в зависимости от соотношения и приближенно принимается равным 1,15 для освещения лампами накаливания и 1,10 – для освещения люминисцентными лампами.

Коэффициент использования светового потока по таблицам СНиП 23–05–95* в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка ρ_п, стен ρ_с, пола ρ_пл, а также индекса помещения, который в свою очередь определяется из выражения:

(6)

где А, В – соответственно длина и ширина помещения, м;

Н_Р – расчетная высота подвески светильника, м;

Н_Р = Н – Н_С – Н_Г ;

Н – высота помещения, м;

Н_С – высота от светильника до потолка, м;

H_C = 0,2(Н – Н_Г),

где Н_Г – высота от пола до уровня рабочей поверхности, м; принимается при работе сидя Н_Г = 0,8 м; при работе стоя Н_Г = 1,5 м.

Количество светильников определяется способом расположения их (квадратное, шахматное), расстоянием между ними, экономическими характеристиками с тем, чтобы обеспечить требуемую освещенность рабочей поверхности минимумом светового потока источников света и годовых эксплуатационных затрат. Эти характеристики удовлетворяются, если соотношение – отношение расстояния между светильниками (или рядами светильников) к высоте – принимать по ГОСТ 13828–74 для различных типовых кривых силы света светильников (табл. 1).

Расстояние от крайних светильников до стены рекомендуется принимать равным b = 0,3 – 0,5·l, при этом 0,5·l принимается при наличии у стен проходов (рис.1).

б)

а)

Рис. 1. Схемы размещения светильников общего освещения

а – ламп накаливания квадратное; б – ламп накаливания шахматное; в – люминисцентных ламп в два ряда

Точечный метод позволяет определить освещенность любой точки поверхности, создаваемой светильниками с известными параметрами: светораспределением, силой света ламп и геометрическими характеристиками, определяющими расположение светильника (рис.2).

а)

Рис. 2. К расчету освещенности:

а – горизонтальной; б – вертикальной

Таблица 1

Типовая кривая силы света	Энергетически выгодное с	Экономически выгодное э
Концентрированная К	0,6	0,6
Глубокая Г	0,9	1,0
Косинусная Д	1,4	1,6
Полуширокая Л	1,6	1,8

Освещенность точки А горизонтальной поверхности выражается формулой:

, (7)

где I_ – сила света источника (светильника) в направлении .

Освещенность вертикальной плоскости в точке А определяется выражением:

(8)

При расчете освещенности в заданной точке, создаваемой несколькими точечными источниками (каковыми можно считать светильники с лампами накаливания, лампами типа ДРЛ, ДРИ, ДКсТ и ДНаТ), полученные по формулам (7) и (8) значения Е_Г и Е_В для каждого из источников необходимо сложить. В этом случае расчет усложняется и наиболее целесообразно применение ЭВМ.

Точечный метод широко применяется для расчета местного освещения, а также прожекторного.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Описание экспериментального стенда

Экспериментальный стенд предназначен для исследования искусственного освещения, создаваемого точечными источниками, в качестве которых применяются лампы накаливания различной мощности. (рис. З).

Основные технические данные стенда:

1. Стенд позволяет исследовать влияние освещенности в зависимости от мощности источника света.

2. Стенд позволяет исследовать зависимость освещенности для данного типа источника от высоты подвеса над уровнем рабочей поверхности (поверхности стола).

3. Стенд позволяет получить зависимость освещенности рабочей поверхности от угла направления силы света на данную точку.

Рис. 3. Схема экспериментального стенда:

1 – стойка; 2 – источник света (лампа накаливания) ; 3 – подвижная по высоте площадка измерения; 4 – люксметр Ю-116; 5 – фотоэлемент с насадками

Стенд состоит из вертикальных стоек 1, в верхней части которых закреплены лампы 2 различной мощности – источники искусственного освещения. Кроме того, на стойках с помощью пружинных держателей крепятся подвижные по высоте площадки 3. Перемещая площадку 3 вдоль стойки 1, меняется высота источника над уровнем зрительной работы H_р. На самой площадке (измерительной точке) горизонтально устанавливается фотоэлемент 5 с соответствующими насадками измерительного прибора – люксметра 4 (см. ниже).

ВНИМАНИЕ! Поскольку стенд питается напряжением переменного тока 220 В, необходимо его включать после прохождения инструктажа и с разрешения преподавателя. ЗАПРЕЩАЕТСЯ перемещать источники света во включенном состоянии.