Розрахунок системи штучного освітлення

Розрахунок системи штучного освітлення зводиться до вибору системи освітлення, визначення типу й необхідної кількості світлових приладів (ламп) та світильників.

Розрахунок освітлювальної установки може бути виконаний різними способами, що базуються на двох основних методах: світлового потоку (коефіцієнта використання світлового потоку) і точкового.

Метод світлового потоку (коефіцієнта використання) застосовують для розрахунку системи загального рівномірного освітлення. Він дає змогу визначити світловий потік джерел світла, необхідний для створення нормованого освітлення горизонтальної площі (S), з урахуванням прямого й відбитого потоків світла.

Необхідний світловий потік Ф_р визначають за формулою:

 

Ф_р = Е_н ·К· S ·Z / (N · η · ν),

 

де Е_н – нормативна освітленість, лк (за СНиП ІІ-4-79); К = 1,2...2,0 – коефіцієнт запасу, що враховує запиленість приміщення (і, як наслідок – світильників) і зниження світлового потоку світлових приладів у процесі їх експлуатації; S – площа, що освітлюється, м²; Z = 1,0...1,15 – коефіцієнт, що характеризує нерівномірність освітлення; N – прийнята кількість світильників; ν = 0,8 – коефіцієнт затінення (для приміщень з фіксованим розташуванням працюючих); η – коефіцієнт використання світлового потоку світильників на розрахунковій площі. Величину цього коефіцієнта визначають залежно від типу світильника, коефіцієнтів відбиття полу, стін, стелі й індексу приміщення:

 

ί = А · В/h(А + В),

 

де А та В – розміри приміщення в плані; h – висота підвісу світильників над робочою поверхнею, м.

Обчислений світловий потік (Ф_р) світильника порівнюють із світловими потоками існуючих світлових приладів (Ф_факт) і приймають значення, найближче до розрахункової величини. При цьому допустиме відхилення Ф_факт від Ф_р повинне складати не більше (–10...+ 20 %). У результаті цього етапу розрахунку системи освітлення здійснюють і вибір світлових приладів (ламп).

Різновидом розглянутого методу є метод питомої потужності. Його застосовують тільки для орієнтовних розрахунків при різних системах освітлення. Метод дає змогу визначити необхідну потужність лампи Р_л, (Вт), що буде використовуватися в системі освітлення, для створення нормованого освітлення.

 

Р_л = r · S/N,

 

де: r – питома потужність прийнятої лампи, Вт/м². Цей параметр знаходять за спеціальними таблицями залежно від нормованої освітленості, площі приміщення, висоти підвісу, типу світильника і коефіцієнта запасу; S – площа приміщення, м²; N – кількість ламп у системі освітлення.

Точковий метод найбільш прийнятний для розрахунку мінімальної освітленості. Його використовують для розрахунку локалізованої, місцевої і загальної рівномірної систем освітлення, коли урахування відбитого світла не потрібно, а треба визначити освітленість похилих поверхонь або зробити аналіз розподілу освітленості по площі виробничого приміщення чи робочих місць.

Освітленість горизонтальної площадки в точці А (Е_А, лк) дорівнює

 

Е_А = I_А· cosα / r²,

 

де: I_А – сила світла в напрямку до точки А, кд (значення I_А знаходять за кривими світлорозподілу конкретного світильника); α – кут між нормаллю до робочої поверхні і напрямку вектора сили світла в точці А; r – відстань від світильника до точки А.

Для зручності розрахунків формулу видозмінюють у такий спосіб. Приймають r = h · cosα (де h – розрахункова висота підвісу світильника, м) і вводять коефіцієнт запасу k. Таким чином:

 

Е_А = I _А · cos³α / k · h².

 

При розрахунках систем освітлення, що утворені декількома світильниками, підраховують освітленість у необхідній точці приміщення від кожного з них, а кінцеві результати зіставляють. У такий спосіб забезпечується вирішення поставленої задачі – аналіз розподілу освітленості по площі виробничого приміщення.

 

Контрольні запитання й завдання

1.	Які основні вимоги ставляться до систем виробничого освітлення?
2.	Наведіть основні світлотехнічні величини.
3.	Які показники характеризують працездатність зорового аналізатора людини?
4.	В чому виражається вплив незадовільної освітленості робочого місця на людину?
5.	Класифікація типів природного освітлення.
6.	Методика нормування природного освітлення.
7.	Наведіть методику розрахунку потрібної площі світлових прорізів у виробничому приміщенні.
8.	Як нормується сумісне освітлення?
9.	Класифікація систем штучного освітлення за функціональним призначенням.
10.	Класифікація штучного освітлення за типом розташування джерел світла.
11.	Як нормується штучна освітленість?
12.	Навести методику розрахунку системи штучного освітлення методом коефіцієнта використання світлового потоку.
13.	Викласти методику розрахунку системи штучного освітлення методом питомої потужності.
14.	Навести методику розрахунку системи штучного освітлення точковим методом.