Расчет искусственного освещения по методу коэффициента использования

Требуется определить количество светильников для освещения помещения, которое имеет размеры А = 18 м, В = 6 м, высоту Н = 4,2 м, уровень рабочей поверхности h _р = 0,8 м, расстояние до светильников от потолка h _с = 0,6 м, высоту подвеса светильников Н _р = 2,8 м. Коэффициенты отражения полтолка, стен и пола приняты соответственно 70%, 50%, 10%. В помещении выполняются зрительные работы средней точности (Е_н = 300 лк, k_з = 1,5). Освещение принято светильниками ШОД с двумя люминесцентными лампами типа ЛБ.

Решение.

1. Определяем индекс помещения по формуле:

i = А · В / Н _р (А+В) (9)

i = 18 · 6 / 2,8 (18+6) = 1,6 ≈1,5.

А, В – размеры помещения в плане, м;

Н _р – высота светильников над расчетной поверхностью, м.

2. Для заданных светильников по таблице 18:

η = 0,50 – коэффициент использования светового потока ламп;

z = 1,1.

3. Определяем требуемый световой поток (лм) светильника по формуле:

Ф = Е_н·S·K₃·z/(N· η) (10),

где Ф – световой поток в расчетной точке помещения, в лм;

Е_н – нормативная освещенность, лк;

k_з - коэффициент запаса;

z = 1,1 – отношение средней освещенности к минимальной, которое при люминесцентных лампах составляет 1,1,

а при лампах накаливания 1,15.

N – количество светильников в помещении;

η – коэффициент использования осветительной установки, принимаемый по справочникам для проектирования; зависит от индекса помещения i, а также от коэффициента отражения потолка, стен и пола помещения, определяем по таблице 18 (η = 50% = 0,50).

Получаем: Ф = 300 · 108 · 1,5 · 1,1 / N ·2 · 0,50 = 53460 / N.

4. Определяем количество светильников N, используя справочные данные (таблица 19).

По таблице 19 находим, что световой поток светильника, состоящего из двух ламп ЛБ – 40 составляет Ф = 2 · 3,12 = 6,24 клм = 6240 лм.

Следовательно, для освещения помещения необходимо:

N = 53460 / 6240 = 8, 6 ~ 9 светильников.

Таблица 31

Коэффициенты использования светового потока для некоторых светильников

Тип свет ка	Лц	Гс	ГсР	ШОД	ОДР
Рп,%
Рс,%
Рпт,%
i	Коэффициент использования, %
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
3,0
3,5
4,0
5,0

Светотехнические характеристики светильников с люминесцентными лампами

a, град

ОД

ОДР

ОДО

ОДОР

ВЛО

ПВЛ - 1

ВОД 4×80

ШОД

НОГЛ

ПЛУ

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

Сила света в канделлах

К.п.д.,%

Зашитый Угол, град в плоскости:

I

II

Таблица 32

Основные параметры наиболее распространенных источников света

Тип лампы	Мощность лампы (Суммарная потребляемая мощность с ПРА), Вт	Напряжение, В	Световой поток, клм	Габаритная яркрсть, Мкд/м2	Коэффициент пульсации, Кп, %	Размеры, мм
Колбы	Светящегося тела
Длина (высота)	Диаметр
Лампы накаливания (ЛН)
				Для лампы 1000 лм				Диаметр спирали	Диаметр кольца
Б			1,56	6,7			0,42
Г			2,3	4,4			0,55
Г			4,95	2,38			0,84
Г			9,10	1,55			1,13
Лампы накаливания прожекторные
								Ширина	Высота
ПД-13			10,5	8,4			13,5	14,5
ПЖ-14			22,2	9,0			19,5	16,0
ПЖ-16			47,4	9,5			28,0	18,0
ПЖ-18			127,5	11,4			55,0	21,0
Галогенные лампы накаливания
КИ-5			22,0	15,25			10,75		1,3
КИ			33,1	15,1		10,75		1,3
КИ-4			44,0	15,3		10,75		1,3
Люминесцентные лампы (ЛЛ) ·10-3
ЛБ	20/25		1,18	6,25	23/43	589,8
ЛБ	30/39		2,30	8,35	894,6
ЛБ	40/50		3,12	8,08	1199,4
ЛБ	65/78		4,65	9,43	1500,0
ЛБ	80/97		5,22	1,82	1500,0
Дуговые ртутные люминесцентные лампы (МГЛ)
ДРЛ	125/137		2,6	0,11	61-74				38,5
ДРЛ	250/266		11,0	0,16
ДРЛ	400/425		19,0	0,16
ДРЛ	700/735		35,0	0,21
ДРЛ	1000/1045		50,0	0,23
Металогалогенные лампы (МГЛ)
ДРИ	250/275		18,7	2,6	20-30
ДРИ	400/435		32,0	3,1
ДРИ	700/740		59,9	4,1
ДРИ	1000/1040		90,0	4,2
ДРИ	2000/2080		190,0	3,6
Дуговые ртутные люминесцентные лампы (ДРЛ)
НЛВД	250/275		25,0	2,8
НЛВД	440/450		40,0	4,2

ЗАДАНИЕ 4

Требуется определить по методу коэффициента использования необходимое количество светильников для заданного помещения. Исходные для расчета данные взять из таблицы 33 в соответствии с заданным вариантом.

Таблица 33

Индивидуальные варианты задания

№ варианта	Размеры помещения, м	Уров. раб. пов-ти	Высота подвеса	Коэффициенты отражения	Тип светильника
А	В	Н	h р	Н р	ρп	ρс	ρр
			3,8	0,8	2,6				лц
				1,0	2,8				лц
			3,8	1,2	2,6				Лц
				0,8	2,8				Лц
			3,8	1,0	2,6				Гс
				1,2	2,8				Гс
			3,8	0,8	2,6				Гс
				1,0	2,8				Гс
			3,8	1,2	2,6				Гср
				0,8	2,8				Гср
			3,8	1,0	2,6				Гср
				1,2	2,8				Гср
			3,8	0,8	2,6				Шод
				1,0	2,8				Шод
			3,8	1,2	2,6				Шод
				0,8	2,8				Шод
			3,8	1,0	2,6				Одр
				1,2	2,8				Одр
			3,8	0,8	2,6				Одр
				1,0	2,8				Одр
			3,8	1,2	2,6				лц
				0,8	2,8				лц
			3,8	1,0	2,6				лц
				1,2	2,8				Лц
			3,8	0,8	2,6				Гс
				1,0	2,8				Гс
			3,8	1,2	2,6				Гс
				0,8	2,8				Шод
			3,8	1,0	2,6				Шод
				1,2	2,8				Шод

Примечание: во всех вариантах принять Е_н = 300 лк, k_з = 1,5.

Оборудование помещений экранной и проекционной техникой

Важным моментом в работе дизайнера является выбор, подготовка и оборудование помещений (интернет-кафе, компьютерных салонов и аудиторий и т.п.) соответствующей экранной техникой.

С любого места помещения должно быть достаточно хорошо и разборчиво видно и слышно все, что демонстрируется в соответствующей ситуации. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина помещения равна 0,6 её длины, высота – 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и получения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.

Компьютерные аудитории целесообразней располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.

В настоящее время при оборудовании помещений различного назначения находит применение экранное и проекционное оборудование. Экранное и проекционное оборудование включает телевизоры, проекторы, дисплеи компьютеров, проекционные экраны и др. Рассмотрим некоторые виды оборудования, их принципы действия и области применения.

Мультимедиа проекторы

Широкое применение находит мультимедиапроектор (другие названия: жидкокристаллический (ЖК) проектор, эл-си-ди-проектор, от англ. LCD: liquid crystal display projector, видеопроектор) — высокотехнологичное электронно-оптическое устройство, позволяющее проецировать на экран видеосигнал с различных электронных носителей информации: от компьютера, видеомагнитофона, сканера, видеокамеры (документ-камеры), цифрового фотоаппарата, флеш-карты и др.

В современных мультимедиа-проекторах используются несколько технологий формирования изображения. Общий принцип устройства LCD-проекторов в чем-то напоминает кино- или слайд-проектор, только вместо пленки применяется прозрачная жидкокристаллическая панель, на которой с помощью цифровой электронной схемы создается картинка. Свет от лампы проходит через панель и объектив, и на экране воспроизводится изображение, увеличенное во много раз. На рис. 16 приведена в качестве примера система проектора Sanyo PLC XU22.

Рис. 16 Оптическая схема ЖК-проектора

В таком блоке световой поток от источника света, сначала проходит через конденсорную систему с линейным поляризатором, затем разделяется с помощью нормальных и дихро-ичных зеркал на три составляющие, которые и направляются на ЖК-панели. Каждая из них представляет собой "сэндвич" из оптических пластин, между которыми находится жидкокристаллическая среда, и выходного поляризатора-анализатора. Далее модулированные по интенсивности цветовые составляющие светового потока поступают на сложную призму, где собираются вместе и направляются в проекционный объектив. Тонкопленочный полевой транзистор, находящийся в каждом из пикселей, управляет дополнительной поляризацией, т.е. степенью прозрачности данного пикселя для выходного анализатора.

В DLP-проекторах свет отражается от поверхности специального чипа (микросхемы) размером примерно 15х11 мм, на которой находится около 800000 микрозеркал, формирующих изображение и также через объектив попадает на экран, рис. 17.

Рис. 17 Функциональная схема DLP-проектора

Для получения цветного изображения в LCD-проекторах используются три панели - для красного, зеленого и синего цветов раздельно. В недорогих DLP-проекторах составляющие цвета один за другим проецируются на экран с большой частотой (одночиповая схема). Три микрозеркальных чипа для составляющих цветов применяются в высококачественных, профессиональных мультимедиа-проекторах.

В зависимости от конструкции, качества LCD-панелей, мощности и типа лампы мультимедиа-проекторы могут создавать различный световой поток и, соответственно, получать различную яркость изображения на экране. Рассмотрим основные технические характеристики мультимедиа-проекторов.

Световой поток - одна из главных характеристик мультимедиа-проектора, чем он выше, тем больший размер изображения можно получить при данном качестве экрана и освещенности в помещении.Световой поток - энергия электромагнитных световых волн, переносимая в единицу времени через некоторую площадь поверхности и оцениваемая по зрительному ощущению. За единицу светового потока принимается люмен, (лм).

ANSI-люмен - параметр был введен Американским институтом Национальных Стандартов (American National Standards Institute) , характеризует среднюю величину светового потока.

Контрастность - также важная характеристика мультимедиа-проектора, однако этот показатель фирмы-производители не всегда упоминают в спецификации из-за разногласий в отношении методики измерения. Все современные модели обладают хорошим уровнем контрастности, но следует избегать бликов на экране от посторонних источников.

Следующим важнейшим параметром мультимедиа-проектора является разрешение его LCD-панели или DMD-чипа (количество элементов изображения по горизонтали и вертикали).

Все современные мультимедиа-проекторы могут работать с сигналами различных разрешений, но лучше всего, если разрешение проектора будет в точности соответствовать разрешению компьютера, с которым Вы собираетесь его использовать.

Угол просмотра.Угол просмотра это максимальный угол, с которого отчётливо распознаётся проецируемое изображение, в случае, когда зритель смотрит на экран сбоку. Угол просмотра может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Если в помещении, в котором вы собираетесь устанавливать проектор достаточно места, то установка проектора на режим работы в обратной проекции - лучший вариант. Однако, при обратной проекции требуются большие затраты на установку проектора и специальные экраны для этого типа проекции, поэтому, лучше использовать обратную проекцию в небольшихпомещениях, где планируется долгосрочная установка проектора. Фронтальная проекция не требует трудоёмкой установки и является лучшим вариантом для проведения "быстрых" совещаний, презентаций и установки в домашних кинотеатрах.

Обратная проекция - это проекция изображения на просветный экран, при которой зритель и проекционное оборудование расположены по разные стороны экрана. При такой установке проектора достигается более высокое качество проецируемого изображения, так как освещение в помещении практически не влияет на качество демонстрации. Докладчик может находиться непосредственно перед экраном, не заслоняя собой проекцию.

Оптика компактных мультимедиа-проекторов устанавливается так, чтобы при горизонтальной установке нижний край экрана находился примерно на одном уровне с плоскостью, на которой установлен проектор. Таким образом, отпадает, необходимость наклонять мультимедиа-проектор вверх, чтобы поднять для лучшего обзора. Если же это все-таки приходиться делать, то прямоугольный экран превращается в расширяющуюся вверх трапецию. Современные мультимедиа-проекторы умеют исправлять такие искажения электронным способом (функция keystone correction), и можно расположить проектор выше или ниже экрана без искажений изображения. В профессиональных мультимедиа-проекторах для этой цели объектив (и, тем самым, изображение) можно сдвигать по вертикали и горизонтали, на значительную величину (иногда на 80 - 120% размера изображения).

Большинство мультимедиа-проекторов снабжено объективами с переменным фокусным расстоянием (зум-объективы), что позволяет в определенных пределах изменять размер изображения простым поворотом регулировочного кольца, т.е. без перемещения самого проектора. Если зум-объектив оснащен электроприводом, фокусное расстояние и резкость регулируются с пульта дистанционного управления с помощью встроенного электродвигателя. Более дорогие и профессиональные модели имеют сменные объективы. Это дает большую свободу выбора места установки мультимедиа-проектора в помещении для получения требуемого размера изображения.

Телевизоры и дисплеи

В настоящее время распространение получили кинескопные, жидкокристаллические, плазменные и проекционные телевизоры.