Методы расчёта искусственного освещения

Для расчёта искусственного освещения используют в основном три метода: точечный метод, метод удельной мощности и метод светового потока лампы.

Точечный метод применяют в основном для расчёта локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных плоскостей, а также для проверки расчёта равномерного общего освещения.

Метод удельной мощности является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчётах.

Метод светового потока, именуемый иногда методом коэффициента использования, обычно используют для определения общего равномерного освещения для горизонтальных рабочих поверхностей.

Порядок расчёта общего освещения методом светового потока

1. По прил. 2 в зависимости от типа светильника выбирают коэффициент . Он определяет такое соотношение максимального расстояния между светильниками L_св(max) и высотой их подвеса над рабочей поверхностью h_р, которое обеспечит равномерность освещения в помещении.

Зная высоту подвеса светильника h_р (рис. 1), рассчитывают максимально допустимое расстояние между светильниками:

L_св(max) =  h_р, [м].

а) б)

Рис. 1. Схема размещения светильников:

а – по высоте над рабочей поверхностью; б – в плане помещения

2. Определяют расстояние L_1(max) от стены до первого ряда светильников (рис. 1б):

– при наличии рабочих мест у стены:

L_1(max) = (0,2…0,3) L_св(max), [м];

– отсутствии рабочих мест:

L_1(max) = (0,4…0,5) L_св(max), [м].

Определяют общее число рядов светильников (по ширине помещения):

;

и число светильников в ряду (по длине помещения);

,

где a – длина, b – ширина помещения, для которого рассчитывается система освещения.

Полученные результаты округляют до ближайшего целого числа, после чего определяют общее расчётное минимальное количество светильников, которое необходимо разместить в помещении:

n_{общ (min)} = n_{ш (min)}  n_{д (min)}.

3. По площади помещения S = ab и высоте подвески светильника h_р (рис. 1) определяют показатель помещения i:

.

По прил. 3 находят значения коэффициентов отражения потолка _п, стен _с и полов _пол помещения, для которого рассчитывается осветительная установка.

В зависимости от типа светильника и вида лампы определяют коэффициент использования светового потока _и (прил. 4, 5, 6) по показателю помещения i и коэффициентам отражения потолка _п, стен _с и полов _пол.

4. По прил. 7 определяют коэффициент запаса k, учитывающий снижение уровня освещённости из-за неблагоприятных условий эксплуатации осветительной установки: наличия дыма, копоти, пыли, повышенной концентрации химических веществ и т. д.; из-за старения и выхода из строя ламп.

5. Назначают коэффициент z, характеризующий неравномерность освещённости (коэффициент отношения средней освещённости к максимальной):

z = 1,15 – для ламп накаливания и газоразрядных ламп типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и т. п.;

z = 1,1 – для люминесцентных ламп.

6. Рассчитывают требуемый световой поток одной лампы:

, [лм],

где x – количество источников света в светильнике.

По рассчитанному световому потоку лампы Ф_расч по прил. 8, 9, 10 подбирают стандартную лампу со световым потоком Ф_табл, значение которого близко к значению Ф_расч (желательно в пределах – 10…+20%).

7. После выбора стандартных ламп рассчитывают число светильников, необходимых для обеспечения заданной освещённости E:

.

Полученное число n_расч округляют до ближайшего целого значения n_пр, при этом отклонение между принятым количеством светильников n_пр и расчётным n_расч допускается в пределах от –10 до +20%. Кроме того, должно соблюдаться условие:

n_пр  n_{общ (min)}.

Назначают количество рядов светильников n_р и количество светильников в ряду n_св.р, при этом должны соблюдаться условия

n_р  n_{ш (min)}; n_св.р  n_{д (min)}; n_пр = n_р  n_св.р.

8. Рассчитывают полную мощность проектируемой системы освещения:

N = n_пр  x  N_лампы, [Вт],

где n_пр – принятое количество светильников;

x – количество ламп в светильнике;

N_лампы – мощность лампы, выбираемая по прил. 8, 9, 10.

9. Для обеспечения минимального потребления электроэнергии осветительной установкой рассчитывают количество светильников, назначая лампы с меньшей мощностью N_лампы. Для этого по прил. 8, 9, 10 назначают световой поток ламп Ф_{табл. i} с меньшим значением, чем принятое в п. 6., и рассчитывают новые параметры осветительной установки в соответствии с п.п. 6 – 8.

Решается 1 – 3 варианта с различными значениями Ф_{табл. i}.

Результаты расчётов сводятся в таблицу.

Оптимальным вариантом осветительной установки является тот, в котором значение полной потребляемой мощности N является наименьшим. В случае равенства значений N выбирается установка с наименьшим количеством светильников.

Таблица

Результаты расчётов параметров осветительной установки

№ п/п	Тип лампы	Световой поток лампы Ф, лм	Количество светильников		Отклонение nпр от nрасч, %	Мощность лампы, Вт	Полная мощность N, Вт
			расчётное nрасч	принятое nпр
1
2
3
4

10. Для выбранной системы освещения выполняют план размещения светильников в помещении (аналогично рис. 1.б). Для этого пересчитывают расстояние между рядами светильников:

L_р , [м]

и расстояние между светильниками в ряду:

L_св.р , [м].

Для осветительных установок с люминесцентными лампами проверяют суммарную длину ряда светильников. Габаритная длина светильников указана в прил. 11 или в [2, 4, 9]. Если суммарная длина ряда светильников превышает длину помещения, то увеличивают принятое количество рядов светильников и расчёт повторяют по п/п. 7, 8.

При выполнении плана размещения светильников приняты условные обозначения элементов осветительной установки [1]:

– светильник с лампой накаливания;

– светильник с лампой типа ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и т. п.

– светильник с люминесцентной лампой.