Расчет по методу коэффициента использования светового потока

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. Отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, огранивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах. Рассматриваемый метод позволяет производить расчет осветительной установки (ОУ) с учетом прямой и отраженной составляющих освещенности и применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, равновеликих полу, при использовании светильников любого типа.

Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света

,

(8)

где Ф_пад – световой поток, падающий на расчетную плоскость; Ф_л – световой поток источника света; n – число источников света.

Коэффициент использования осветительной установки, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой – соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.

Расчет производится по формуле

,

(9)

где E_н – нормированная освещенность, лк;

S – освещаемая площадь (площадь расчетной поверхности), м²;

k – коэффициент запаса;

Ф_л – световой поток лампы, лм;

Z – коэффициент минимальной освещенности, z=E_ср/E_min

N - количество принятых светильников;

- коэффициент использования светового потока.

При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп световой поток ламп в каждом светильнике Ф_л1 может иметь различные значения. Число светильников в ряду N определяется как

,

(10)

где Ф_л1 – световой поток ламп в каждом светильнике.

Суммарная длина светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:

· суммарная длина светильников превышает длину помещения - необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов;

· суммарная длина светильников равна длине помещения - задача решается устройством непрерывного ряда светильников;

· суммарная длина светильников меньше длины помещения - принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами между светильниками λ.

Рекомендуется, чтобы λ не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме случая использования многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).

Количество светильников или рядов определяют методом распределения по площади (развешивания) для достижения равномерной освещенности. Основным параметром для развешивания светильников является отношение высоты подвеса (Н_п) к расстоянию между светильниками или рядами (L), при котором создается равномерное освещение (Н_п/ L=λ).

Различают наивыгоднейшее светотехническое расположение светильников λ_с, при котором достигается наибольшая равномерность освещенности по площади помещения, и энергетически наивыгоднейшее расположение λ_э, когда обеспечивается нормируемая освещенность при наименьших энергетических затратах. В таблице 14 приведены значения λ_с и λ_э для некоторых типов светильников.

В остальных случаях λ принимают в пределах 1,4-2,5.

λ =1,4-1,8 – при размещении светильников по углам квадратов или прямоугольников; λ =1,8-2,5- при шахматном расположении светильников.

Расстояние между светильниками должно быть меньше двух высот подвеса светильников.

Расстояние от стен помещения до крайних светильников может быть рекомендовано равным 1/3 L (при расположении светильников вдоль стен) и 0,4-0,5 L при удалении рабочих мест от стен..

Коэффициент Z, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте, с учетом которого Z резко возрастает. При L/ Н_п не превышающих рекомендуемых значений, можно принимать Z =1.15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1.1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения можно считать Z = 1.0.

Коэффициенты использования светового потока для принятого типа светильника определяют по индексу помещения i и коэффициентам отражения потолка, стен и пола.

Индекс помещения рассчитывают по формуле

,

(11)

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

Н_р – высота подвеса светильников, м.

По формуле (9) можно решить и обратную задачу задавшись мощностью лампы и найдя ее световой поток по таблице, определяют необходимое число светильников. После этого их равномерно располагают по освещаемой поверхности.

Порядок расчета ОУ методом коэффициента использования светового потока:

· выбирается источник света согласно рекомендациям;

· устанавливается система освещения;

· определяется тип светильника;

· определяется расчетная высота помещения Н_р, тип и число светильников в помещении (таблицы 1-4);

· определяется нормированная освещенность E_н ( принимают по СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования») (таблицы 5-7) исходя из: наименьшего (эквивалентного) размера объекта различения; контраста фона с объектом различения и коэффициента отражения фона (характеристики фона); продолжительности работы;

· по таблице (8) находится коэффициент запаса;

· определяется поправочный коэффициент Z;

· в зависимости от коэффициентов отражения потолка, стен и пола (табл. 10), расчетной поверхности, определяется коэффициент использования (таблица 11);

· по формуле (9) рассчитывается световой поток Ф в светильнике, необходимый для создания на рабочих поверхностях освещенности Е не ниже нормируемой на все время эксплуатации осветительной установки;

· по рассчитанному световому потоку лампы подбирают ближайшую стандартную лампу (табл. 12);

· рассчитывается отклонение от нормируемой освещенности (светового потока лампы) с учетом того, что в большую сторону отклонение может составлять 20%, в меньшую - 10% от нормируемых показателей;

· подсчитывается фактическое значение минимальной освещенности рабочей поверхности с учетом выбранной лампы по формуле

,

(12)

· определяется потребная мощность всей осветительной установки Р_Σ=P·N, где Р – мощность одной лампы.