Расчет искусственного освещения

Задачей расчета освещенности является определение числа и мощности светильников, необходимых для обеспечения заданного значения освещенности.

Проектируя осветительную установку, необходимо решить ряд вопросов:

1) выбрать тип источника света;

2) определить систему освещения;

3) выбрать тип светильников с учетом характеристик светораспределения;

4) распределить светильники и определить их количество;

5) определить норму освещенности на рабочем месте.

Для расчета искусственного освещения используют, в основном, три метода.

Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициента использования), учитывающий световой поток, отраженный от потолка и стен. Световой поток лампы Расчет искусственного освещения - student2.ru при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах рассчитывают по формуле

Расчет искусственного освещения - student2.ru , (1.1)

где Расчет искусственного освещения - student2.ru - световой поток, лм; Расчет искусственного освещения - student2.ru - нормированная минимальная освещенность, лк (см. табл. 1.1 - 1.2); Расчет искусственного освещения - student2.ru - площадь освещаемого помещения, м2; Расчет искусственного освещения - student2.ru - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению Расчет искусственного освещения - student2.ru ; Расчет искусственного освещения - student2.ru - коэффициент запаса, принимаемый в соответствии с табл. 1.3; Расчет искусственного освещения - student2.ru - число светильников в помещении; Расчет искусственного освещения - student2.ru - коэффициент использования светового потока ламп, зависящий от КПД и кривой распределения силы света светильника, коэффициента отражения потолка Расчет искусственного освещения - student2.ru и стен Расчет искусственного освещения - student2.ru , высоты подвеса светильников и размеров помещения.

Таблица 1.3

Значения коэффициента запаса

Виды помещений Примеры помещений Коэффициент запаса k при искусственном освещении
1 2 3
1 Производственные помещения с воздушной средой, содержащей в рабочей зоне:    
а) свыше 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти Агломерационные фабрики, цементные заводы и обрубные отделения литейных цехов 2,00
б) от 1 до 5 мг/м3 пыли, дыма, копоти Цехи кузнечные, литейные, мартеновские, сварочные, сборного железобетона 1,80
в) менее 1 мг/м3 пыли, дыма, копоти Цехи инструментальные, сборочные, механические, механосборочные. Диспетчерские, пульты операторов 1,50
г) значительные концентрации паров, кислот, щелочей, обладающих большой коррозирующей способностью Цехи химических заводов. Цехи гальванических покрытий и гальванопластики различных отраслей промышленности с применением электролиза 1,80
2 Производственные помещения с особым режимом по чистоте воздуха при обслуживании светильников:    
а) с технического этажа - 1,3
б) снизу из помещения - 1,40
3 Общественные и жилые здания Кабинеты и рабочие помещения общественных зданий, жилые комнаты, учебные помещения, лаборатории, читальные залы, залы совещаний и т.д. Конструкторские бюро 1,40

Значения коэффициента использования светового потока определяют по табл. 1.4 в зависимости от коэффициентов отражения светового потока от потолка и стен и показателя помещения Расчет искусственного освещения - student2.ru , определяемого из отношения

Расчет искусственного освещения - student2.ru ,

где Расчет искусственного освещения - student2.ru и Расчет искусственного освещения - student2.ru - два характерных размера помещения, м; Расчет искусственного освещения - student2.ru - высота светильников над рабочей поверхностью, м.

Таблица 1.4

Коэффициент использования светового потока Расчет искусственного освещения - student2.ru

Тип светильника Расчет искусственного освещения - student2.ru , % Расчет искусственного освещения - student2.ru , % Индекс помещения Расчет искусственного освещения - student2.ru
0,6 0,8 1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0
РСП 05
ГСП 17
ЖСП 01
ЛВО 10 /ЛПО 46 Rastr
ПВЛМ  

Точечный метод применяют для расчета локализованного и комбинированного освещения, освещения наклонных и вертикальных плоскостей и для проверки расчета равномерного общего освещения, когда отраженным световым потоком можно пренебречь.

В основу точечного метода положено уравнение

Расчет искусственного освещения - student2.ru , (1.2)

где Расчет искусственного освещения - student2.ru - сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд; Расчет искусственного освещения - student2.ru - расстояние от светильника до расчетной точки, м; Расчет искусственного освещения - student2.ru - угол между нормалью рабочей поверхности и направлением светового потока от источника.

Для практического использования вводим в формулу (1.2) коэффициент запаса Расчет искусственного освещения - student2.ru и заменяем Расчет искусственного освещения - student2.ru на Расчет искусственного освещения - student2.ru , откуда

Расчет искусственного освещения - student2.ru .

Световые и электрические параметры ламп приведены в табл.1.5.

Таблица 1.5

Световые и электрические параметры ламп

Тип лампы Световой поток, лм Тип лампы Световой поток, лм
ЛДЦ-20 ДРЛ-50
ЛД 20 ДРЛ-80
ЛБ 20 ДРЛ-125
ЛДЦ 40 ДРЛ-250
ЛД 30 ДРЛ-400
ЛБ 30 ДРЛ-700
ЛДЦ 40 ДРИ 250-5
ЛД 40 ДРИ 400-5
ЛБ 40 ДРИ 700-5
ЛДЦ 80 ДНаТ 100
ЛД 80 ДНаТ 150
ЛБ 80 ДНаТ 250
    ДНаТ 400

Примеры расшифровки ламп:

ЛДЦ 20: Л – люминесцентная; Д – дневного цвета; Ц – с улучшенной цветопередачей; 20 – мощность, Вт;

ЛД 20: Л – люминесцентная; Д – дневного цвета; 20 – мощность, Вт;

ЛБ 20: Л – люминесцентная; Б – белого цвета; 20 – мощность, Вт;

ДРЛ 50: Д – дуговая; Р – ртутная; Л – люминесцентная; 50 – мощность, Вт;

ДРИ 250-5: Д – дуговая; Р - ртутная; И - с излучающими добавками; 250 - мощность лампы, Вт; 5 - 5-я модификация (имеет эллипсоидную колбу и может работать в любом положении);

ДНаТ 100: Д – дуговая; На - натриевая; Т – трубчатая; 100 – мощность, Вт

Данные о распределении силы света Расчет искусственного освещения - student2.ru приводятся в светотехнических справочниках.

При необходимости расчета освещенности в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещенность от каждого из них, а затем полученные значения складывают. Метод удельной мощности является наиболее простым, но наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчетах. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы Расчет искусственного освещения - student2.ru для создания в помещениях нормируемой освещенности по формуле

Расчет искусственного освещения - student2.ru ,

где Расчет искусственного освещения - student2.ru - мощность лампы, Вт; р - удельная мощность, Вт/м2; Расчет искусственного освещения - student2.ru - площадь помещения, м2; Расчет искусственного освещения - student2.ru - число ламп в осветительной установке.

Значения удельной мощности приводят в соответствующих таблицах в зависимости от уровня освещенности, площади помещения, высоты подвеса и типа светильников.

Светильники

Условные обозначения светильников должны содержать обозначения:

- типа источника света;

- способа установки светильника;

- основного назначения светильника;

- номера серии светильника;

- числа и мощности ламп;

- номера модификации светильника;

- климатического исполнения и категории размещения по ГОСТ 15150-69.

Условное обозначение светильника должно соответствовать ГОСТ 17677-82*.

Примеры условных обозначений светильников приведены в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Условные обозначения светильников

Расчет искусственного освещения - student2.ru РСП 05 Р Ртутные лампы типа ДРЛ
С Подвесные
П Для производственных помещений
Номер серии
Расчет искусственного освещения - student2.ru ГСП17 Г Ртутные лампы типа ДРИ
С Подвесные
П Для производственных помещений
Номер серии
Расчет искусственного освещения - student2.ru ЖСП 01 Ж Натриевые лампы типа ДНаТ
С Подвесные
П Для производственных помещений
Номер серии
Расчет искусственного освещения - student2.ru ЛВО 10 Л Прямые трубчатые люминесцентные лампы
В Встраиваемый
О Для общественных зданий
Номер серии
ЛПО 46 Л Прямые трубчатые люминесцентные лампы
П Потолочный
О Для общественных зданий
Номер серии
Расчет искусственного освещения - student2.ru ПВЛМ ПВ Пылевлагозащищенный
Л Прямые трубчатые люминесцентные лампы
М Модернизированный
             

Экспериментальная часть

1) Получите у преподавателя вариант задания (данные приведены в табл. 1.8).

2) Ознакомьтесь с устройством люксметра и подготовьте его к работе.

3) Замерьте общее освещение и коэффициент пульсации на рабочей поверхности стола. Результаты замеров приведите в табл. 1.9.

4) Сделайте вывод о соответствии искусственного освещения характеру выполнения работы.

Таблица 1.8.

Варианты задания

Исходные данные Вариант задания
1 2 3 4 5
Помещения Конструкторские бюро Операционный зал банка Компьютерный зал Аналитическая химическая лаборатория Участок сборки радиоаппаратуры
Разряд и подразряд работы А-1 А-2 А-2 А-1 II-г
Источники света (лампы) Люминесцентные Лампы (ЛБ-20) Люминесцентные лампы (ЛБ-40) Люминесцентные лампы (ЛБ-40) Люминесцентные лампы (ЛДЦ-80) Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ-100)
Тип светильника ЛВО ЛПО ПВЛМ ПВЛМ ЖСП 01
Коэффициент отражения, %          
потолка ρп
стен ρс
Размеры помещения, м:          
длина А
ширина В 6,0 6,0 6,0
высота Н 3,5 3,5 3,0 3,5 6,5

Продолжение табл. 1.8

Исходные данные Вариант задания
6 7 8 9 0
Производственные помещения Сборочный цех Механический цех Электроремонтный цех Сварочный цех Литейный цех
Разряд и подразряд работы III-б II-в III-в III-в III-б
Источники света (лампы) Металло-галогенные лампы (ДРИ-400) Натриевые лампы высокого давления (ДНаТ-250) Металло- галогенные лампы (ДРИ-250) Ртутные разрядные лампы высокого давления (ДРЛ-250) Ртутные разрядные лампы высокого давления (ДРЛ-700)
Тип светильника ГСП 17 ЖСП 01 ГСП 17 РСП 05 РСП 05
Коэффициент отражения, %          
потолка ρп
стен ρс
Размеры помещения, м:          
длина А
ширина В
высота Н

Таблица 1.9

Результаты замеров

Разряд работы фактическая Нормируемая
Освещенность Е, лк Коэффициент пульсации Кп, % Освещенность Е, лк Коэффициент пульсации Кп, %
1 2 3 4 5
Примечания 1 Разряд работы (графа 1) выбирается по варианту задания (см. табл. 1.8). 2 Графы 2 - 3 заполняются по результатам замеров. 3 Графы 4 -5 принимаются по табл. 1.1 или 1.2.

Расчетная часть

Наиболее распространенным в практике является расчет электрического освещения производственных помещений по методу коэффициента использования светового потока.

Расчет проводится по варианту задания для производственного помещения (например, для цеха машиностроительного завода) или помещений общественных и вспомогательных зданий. Необходимые исходные данные для расчета заданы в табл. 1.8.

Порядок расчета электрического освещения
с газоразрядными лампами

При расчете газоразрядных ламп световой поток ламп известен и конструктивно определено количество ламп в светильнике, поэтому определяется необходимое число светильников Расчет искусственного освещения - student2.ru по формуле

Расчет искусственного освещения - student2.ru ,

где ЕН - нормируемая освещенность, лк; Расчет искусственного освещения - student2.ru - коэффициент запаса; Расчет искусственного освещения - student2.ru - площадь освещенного помещения, м2; z - коэффициент минимальной освещенности; Расчет искусственного освещения - student2.ru - световой поток ламп, лм ; Расчет искусственного освещения - student2.ru - число ламп в светильнике; Расчет искусственного освещения - student2.ru - коэффициент использования светового потока.

Для этого:

1) Выбирается значение ЕН в соответствии с заданным разрядом и подразрядом работы для общего освещения.

2) Находится коэффициент запаса Расчет искусственного освещения - student2.ru (см. табл. 1.3).

3) Определяется площадь помещения Расчет искусственного освещения - student2.ru :

Расчет искусственного освещения - student2.ru ,

где А – длина помещения, м; В – ширина помещения, м.

4) Входящий в формулу коэффициент минимальной освещенности Расчет искусственного освещения - student2.ru зависит от размеров и формы помещения, коэффициента отражения его поверхностей, характеристик светильника и в наибольшей степени от значения Расчет искусственного освещения - student2.ru . В области оптимальных значений Расчет искусственного освещения - student2.ru коэффициент минимальной освещенности принимается для ламп ДРЛ, ДРИ, ДНаТ - 1,15, для люминесцентных ламп ЛБ, ЛД, ЛДЦ - 1,1.

5) Определяется световой поток ламп Расчет искусственного освещения - student2.ru (см. табл. 1.5).

6) Для светильников ГСП17, ЖСП01, РСП 05 n = 1, для светильников ПВЛМ n = 2, для светильников ЛВО и ЛПО n = 4.

7) Определяется расчетная высота Расчет искусственного освещения - student2.ru подвески светильника по формуле

Расчет искусственного освещения - student2.ru ,

где Расчет искусственного освещения - student2.ru - расчетная высота подвески светильника, м; Расчет искусственного освещения - student2.ru - высота помещения, м; Расчет искусственного освещения - student2.ru м - высота подвеса всех светильников от перекрытия, кроме светильников ЛВО, для которых Расчет искусственного освещения - student2.ru м; Расчет искусственного освещения - student2.ru м - высота рабочей поверхности над полом.

Расчет искусственного освещения - student2.ru

L – расстояние между рядами светильников;

l – расстояние между светильниками в ряду;

l1 – расстояние от крайнего ряда светильников до стены
(рекомендуется принимать равным ½ L);

lc - длина светильника (lc = 1,2 м для светильников ПВЛМ,
lc = 0,6 м для светильников типа ЛВО, ЛПО)

Рис. 1.1. Схема расположения люминесцентных
светильников типа ПВЛМ, ЛПО или ЛВО

8) Находится коэффициент использования светового потока Расчет искусственного освещения - student2.ru , для этого:

а) определяется индекс помещения по формуле

Расчет искусственного освещения - student2.ru ;

б) по индексу помещения и коэффициентам отражения стен Расчет искусственного освещения - student2.ru и потолка Расчет искусственного освещения - student2.ru ( Расчет искусственного освещения - student2.ru и Расчет искусственного освещения - student2.ru принимаются по варианту задания) устанавливается коэффициент использования светового потока (см. табл. 1.4).

9) Вычисляется необходимое число светильников Расчет искусственного освещения - student2.ru .

После определения необходимого количества светильников производится размещение их в помещении (в плане).

Светильники типа ПВЛМ, ЛПО или ЛВО – в плане имеют форму прямоугольника (рис. 1.1); светильники типа РСП, ГСП, ЖСП – в плане имеют форму круга (рис. 1.2).

Светильники с люминесцентными лампами преимущественно размещаются рядами, желательно параллельно стене с окнами или длинной стене узкого помещения, так как направление света в этом случае приближается к направлению естественного света, уменьшается прямая и отраженная блескость, оказывается меньшей протяженность групповой сети (см. рис. 1.1).

Расчет искусственного освещения - student2.ru

Рис. 1.2. Схема расположения светильников
типа РСП, ГСП, ЖСП

Контрольные вопросы

1) Основные светотехнические величины и их единицы измерения.

2) Системы и виды искусственного освещения.

3) Количественные и качественные показатели освещения.

4) Электрические источники света.

5) Типы и характеристики светильников.

6) Нормирование искусственного освещения.

7) Методы расчета искусственного освещения.

8) Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования светового потока.

Лабораторная работа 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ

Цель работы:

Ознакомиться с порядком нормирования и расчета естественного освещения, с приборами и методами определения качества естественного освещения на рабочих местах.

Теоретическая часть

Наши рекомендации