Расчет прожекторного освещения
Расчет прожекторного освещения по световому потоку прожектора позволяет определить необходимое количество прожекторов для обеспечения заданной освещенности на данной территории.
Выбор типа прожектора зависит от площади освещаемых территорий и технологических процессов, выполняемых на них. Светотехнические характеристики прожекторов приведены в табл. 8.1 [17].
Таблица 8.1
Светотехнические характеристики прожекторов
| Типы осветительного прибора | Тип лампы | Макси-мальная сила света, кд | Коэффициент усиления | Угол рассеивания, град, в плоскости | КПД, % | |
| горизон-тальной | вертикаль-ной | |||||
| ПЗС-45 | Г-220-1000 ДРЛ-700 | 130 000 30 000 | 15,2 | - | ||
| ПЗС-35 | Г-220-500 ДРИ-500 | 50 000 286 000 | - | |||
| ПЗС-25 | Г-220-200 ДРЛ-125 | 16 000 | - | |||
| ПСМ-50-1 | Г-220-1000 ДРЛ-700 | 120 000 52 000 | 19,7 | - | ||
| ПКН-1000-1 | КИ-220-1000-5 | 75 000 | ||||
| ПКН-1500-1 | КИ-220-1500 | 110 000 | ||||
| ПКН-2000-1 | КИ-220-2000-4 | 140 000 | ||||
| ПЗР-400-VI | ДРЛ-400 | 19 000 | 10,5 | |||
| СЖКс-20 | ДКсТ-20000 | 320 000 |
Освещенность территорий железнодорожных станций регламентируется ОСТ 32.120-98 «Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта» [14].
В табл. 8.2 [14] представлены нормированные значения освещенности станций.
Таблица 8.2
Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта (извлечение из ОСТ 32.120-98)
| Объекты | Освещенность, лк | Плоскость нормирования освещенности |
| Сортировочные и крупные участковые станции: пути и горловины парков приема и отправления сортировочные и вытяжные пути тормозные позиции, хвостовая часть сортировочного парка, ремонтные пути, участок расцепки | Поверхность земли − Вертикальная вдоль оси пути, горизонтальная на поверхности земли | |
| Остальные участковые станции: | ||
| пути приема-отправления | Поверхность земли | |
| сортировочные пути | − | |
| сортировочные горки | − | |
| Промежуточные станции с погрузкой-выгрузкой | − | |
| Остальные промежуточные станции, разъезды | − | |
| Пути пассажирских и технических станций | Поверхность земли | |
| Междупутье на открытых путях экипировки локомотивов | − | |
| Грузовые платформы | Поверхность платформы | |
| Пассажирские платформы | 2 − 10 | Поверхность земли |
Высота прожекторной мачты определяется с учетом ограничения слепимости по формуле
(8.1)
где Н – высота прожекторной мачты, м;
Imax – максимальная сила света прожектора по оптической оси, кд;
с – коэффициент, зависящий от нормы освещенности для данной территории.
Значения коэффициента с приведены в табл. 8.3.
Таблица 8.3
Значения коэффициента с
| Норма освещенности, лк | |||||||
| Коэффициент с |
После определения высоты прожекторной мачты выбирается стандартное значение, ближайшее к расчетному из ряда: 15, 21, 28, 35, 40 м.
Установка прожекторов выполняется одиночной или групповой.
В целях уменьшения затенения каждое междупутье должно освещаться с двух сторон (рис. 8.1).
Рис. 8.1. Схема расположения прожекторных мачт
Во избежание сплошных теней необходимо выполнение следующих условий:
, (8.2)
где в – расстояние между мачтами по ширине парка, м.
Расстояние l между прожекторными мачтами по длине парка определяем из выражения 
8.3)
где l – расстояние между прожекторными мачтами, м.
Количество мачт по ширине парка определяется по формуле
(8.4)
где Nш – количество мачт по ширине парка, шт.;
В – ширина парка, м.
Количество мачт по длине парка определяется по формуле
(8.5)
где Nдл – количество мачт по длине парка, шт.;
L – длина парка, м.
Общее число прожекторных мачт определяем из выражения
(8.6)
Площадь освещаемой территории объекта определяется по формуле
(8.7)
Общее число прожекторов определяется по формуле
(8.8)
где n – общее число прожекторов;
Ен – нормированное значение освещенности, лк (табл. 8.2);
S – площадь освещаемой территории, м2;
К – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и окружающую среду (принимается К = 1,5);
V – коэффициент, учитывающий рельеф местности (принимается V = 1,15¸2);
Z – коэффициент неравномерности освещения (принимается Z = 2…5).
Световой поток прожектора принимается из выражения
(8.9)
где Fл – световой поток лампы, лм (табл. 8.2) [15].
Таблица 8.4
Светотехнические характеристики источников света
| Наименование ламп | Тип лампы | Мощ-ность, Вт | Напря-жение в лампе, В | Свето-вой поток, лм | Световая отдача, лм/Вт | Средняя продол-жительность горения, ч |
| Накаливания осветительные общего назначения | Г-220/300 Г-220-500 Г-220-750 Г-220-1000 | 13 100 18 800 | 15,6 16,4 17,5 18,5 | |||
| Накаливания кварцевые галогеновые | КГ-220-1000-5 КГ-220-1500 КГ-220-2000-4 КГ-220-5000 КГ-220-10000 | 10 000 | 22 000 33 000 44 000 110 000 220 000 | 22,0 22,0 22,0 22,0 22,0 | ||
| Ртутные дуговые высокого давления с исправленной цветностью | ДРЛ-250 ДРЛ-400 ДРЛ-700 ДРЛ-1000-2 | 13 500 24 000 41 000 59 000 | 42,0 48,5 47,0 50,0 | |||
| Ртутные металлогалогено– вые | ДРИ-250 ДРИ-400 ДРИ-700 | 19 000 35 000 60 000 | 55,0 63,0 80,0 | |||
| Дуговые ксеноновые трубчатые | ДКсТ-10000 ДКсТ-20000 | 10 000 20 000 | 250 000 694 000 | 23,0 29,0 |
Для обеспечения оптимального использования светотехнических характеристик прожектора необходимо обеспечить требуемый наклон оптической оси прожектора к горизонту q, град.
Схема определения оптимального угла наклона оптической оси прожектора к горизонту представлена на рис. 8.2.
 |
Рис. 8.2. Схема определения угла наклона оптической оси прожектора
При изменении угла наклона прожектора (угла между направлением оптической оси прожектора и горизонтом) значительно изменяются освещенность, форма и площадь светового пятна.
Применение малых углов наклона оправдано в случае необходимости освещения далеко расположенных объектов или для создания освещенности в вертикальной плоскости.
При больших углах наклона световое пятно находится в непосредственной близости от основания прожекторной мачты. Затем с уменьшением угла наклона оно перемещается все дальше и дальше от мачты и приобретает эллиптическую форму.
Площадь светового пятна вначале возрастает до определенного предела, а затем начинает уменьшаться, и при некотором значении угла наклона световое пятно превращается в точку, которая по своему расположению совпадает или находится вблизи точки пересечения прожектора с освещаемой горизонтальной плоскостью.
Угол наклона прожектора, при котором площадь, ограниченная кривой одинаково заданной освещенности, имеет максимальное значение, является наиболее выгодным.
Оптимальный угол наклона определяется из следующего выражения:
(8.10)
где q − оптимальный угол наклона оптической оси прожектора к горизонту, град.;
m и n – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа прожектора.
Значения коэффициентов m и n приведены в табл. 8.5.
Таблица 8.5
Значения коэффициентов m и n