Розрахунок штучного освітлення

 

Загальні положення розрахунку. Завдання світлотехнічного розрахунку системи штучного освітлення полягає у визначенні потужності джерел світла за заданою освітленістю, або у визначенні за заданим розміщенням світильників i відомій потужності джерел світла освітленості на розрахунковій площині i розпреділення яскравості в полі зору.

Вирішення як першого, так i другого завдань, які часто в світлотехніці називаються прямим та перевірочним розрахунками, вимагає в загальному випадку як розрахунку розпреділення світлових потоків, що безпосередньо падають від світильників на розрахункову площину, стелю, стіни, так i розрахунку потоків світла, що багаторазово відбиваються між поверхнями, які обмежують освітлюване приміщення.

Сумарна освітленість у заданій точці розрахункової площини (Е_р) може, в загальному вигляді розглядатись, як сума двох доданків:

,(3.10)

де (Е_Р)_ПР – пряма складова освітленості;

(Е_Р)_В – відбита складова освітленості.

 

Розподілення відбитої складової освітленості на розрахунковій площині, як правило, вважається рівномірним, розподілення ж прямої складової освітленості може бути суттєво нерівномірним, оскільки залежить як від світлорозподілу так i від розміщення світильників у просторі, що освітлюється.

Якщо обидві складові освітленості (пряма та відбита) розподіляються майже рівномірно, то для розрахунку середньої освітленості прийнято користуватись коефіцієнтом використання світлового потоку,під яким розуміють відношення світлового потоку, що падає на розрахункову площину (F_Р) до сумарного світлового потоку джерел світла:

, (3.11)

 

де F_Л – світловий потік джерела світла (лампи), лм;

п – кількість джерел світла.

 

Коефіцієнт використання освітлювальної установки, як випливає з (3.11), визначає ефективність використання світлового потоку джерела світла. Його величина залежить від багатьох факторів, основними з яких є світлорозподіл та розміщення світильників в приміщенні, ККД світильників, співвідношення розмірів приміщення i відбиваючих властивостей поверхонь, що обмежують приміщення.

В тих випадках, коли умови рівномірності розподілення прямої складової освітленості не витримується, або коли необхідно проаналізувати фактичне розподілення освітленості на розрахунковій площині, виникає необхідність у окремих розрахунках прямої та відбитої складових освітленості.

Для розрахунку прямої складової освітленості використовують різноманітні методи, які визначаються, в основному, типом світильників i їх розміщенням у просторі, що освітлюється.

Вибір методу розрахунку. Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлого потоку (коефіцієнта використання), точковий та питомої потужності.

Метод світлового потоку, як правило, використовують для розрахунку потужності освітлювальної установки при рівномірному розміщенні світильників загального освітлення над горизонтальною площиною, коли відсутні крупногабаритні затінюючи предмета. При розрахунку за цим методом враховується як пряме так i відбите світло. Перехід від середньої освітленості до мінімальної здійснюється в цьому методі наближено.

Метод питомої потужності використовується в тих же випадках, що i метод світлового потоку. Цей метод вважається наближеним, оскільки простота розрахунку досягається за рахунок деякої втрати точності.

Загальне локалізоване освітлення, а також загальне рівномірне при наявності суттєвих затінень повинні розраховуватись за точковим методом. Цей же метод використовується при розрахунку освітленості похилих площин та відкритих просторів, а також місцевого освітлення. Відбита складова освітленості у точковому методі враховується наближено.

Метод світлового потоку. Основне розрахункове рівняння методу світлового потоку, за яким можна визначити світловий потік лампи світильника, має такий вигляд:

(3.12)

де Е – нормована освітленість, лк;

S – площа приміщення, що освітлюється, м²;

К₃ – коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп (табл. 3.24);

Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,15 для ламп розжарювання та ДРЛ; Z = 1,1 для люмінесцентних ламп, якщо відношення L/h не перевищує встановлених значень);

N – кількість світильників;

п – кількість ламп у світильнику;

η – коефіцієнт використання світлового потоку.

Нормована освітленість Е приймається відповідно до СНиП ІІ-4-79 (табл. 3.1), або розроблених на їх основі галузевих норм.

Коефіцієнт η визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення i, коефіцієнтів відбиття стін та стелі. Показник приміщення i вираховується за формулою:

(3.13)

 

де a i b – довжина i ширина приміщення, м;

h – висота світильника над робочою поверхнею, м.

При величині показника приміщення i > 5 коефіцієнт використання приймається як при i = 5.

Значення коефіцієнт використання для найбільш розповсюджених типів наведені в табл. 3.25 i 3.26.

Т а б л и ц я 3.24

Значення коефіцієнта запасу К₃