Расчет освещённость помещения методом определения мощности светильников

Урок №4 Пр.№2 ОСМРЭО

П Л А Н – К О Н С П Е К Т

Тема урока: 3.1 Пр.№2 «Расчет освещенности помещения»

- Расчет освещенности и мощности ламп использованием индекса помещения;

-Расчет освещённость помещения методом определения мощности светильников;

-Расчет количества светильников и мощности ламп по таблицам;

- Искусственное освещение помещений (расчёт мощности ламп и их количества);

- Расчет освещенности с учетом типа светильников;

- Расчет освещения и освещенности в доме и квартире.

Литература:

1.В. Б. Атабеков, М. С. Жибов.- «Монтаж осветительных электроустановок».- М. В. шк. (стр.211 – 235).

2.В.В. Мешков, М.М. Епанешников. «Осветительные установки»

3.М. Г. Лурье, Л. А. Райцельский, Л. А. Циперман. «Устройство, монтаж и эксплуатация осветительных установок»

4.Сибикин Ю.Д., Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий. В 2 кн. Кн.1: учебник для НПО. – М.: Академия, 2010.

5. Сибикин Ю.Д., Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий В 2 кн. Кн.2: учебник для НПО. – М.: Академия, 2010.

6. Ю.Д Сибикин.-Технология обслуживание, ремонт электрооборудования и сетейпромышленных предприятий.- М. В. шк. 2002г. (стр.207-212)

Перечень нормативных документов по расчету количества светильников:

1 ТКП 45-2.04-153-2009. Естественное и искусственное освещение. Строительные нормы проектирования (РБ).

2 ТКП 45-4.04-149-2009. Системы электрооборудования жилых и общественных зданий. Правила проектирования (РБ).

3 СП 31-110-2003. Свод правил по проектированию и строительству
«Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» (РФ).

4 СНиП 23-05-95. Свод правил. Естественное и искусственное освещение (РФ).

Расчет освещенности и мощности ламп использованием индекса помещения;

В каждом проекте по освещению требуется расчет количества светильников. Как правило, при расчете количества светильников проектировщики пользуются методом коэффициента использования светового потока. Как пользоваться этим методом и какие данные необходимо иметь для расчета.

Расчет необходимого количества светильников при заданной освещенности

Расчет светильников выполняют для каждого помещения. Для этого понадобятся следующие данные, которые берутся из планировки архитекторов:

А – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м;

h– высота помещения, м;

h1 – расстояние между светильниками и освещаемой поверхностью.

Каждое помещение, в зависимости от назначения выполняемых работ и расположения технологического оборудования, имеет свою освещенность. Освещенность производственных помещений выбирается по разряду зрительных работ.

Е – требуемая освещенность поверхности, лк;

Имея эту информацию можно приступить непосредственно к расчету количества светильников.

1 В зависимости от категории помещения и окружающей среды выбираем тип светильника.

2 Предварительно выбираем мощность лампы в светильнике и соответственно ее световой поток . Фл-световой поток одной лампы, лм. Например, лампа Т8 мощностью 18 Вт имеет световой поток Фл=1300лм.

3 Рассчитываем индекс помещения по следующей формуле:

4 По таблице определяем коэффициент использования («η».) осветительной установки, исходя из типа светильника, коэффициентов отражения потолка, стен и пола, а также рассчитанного индекса помещения.

5 Рассчитываем требуемое количество светильников (N) для освещения по формуле:

N=E*A*B*U*КПД/(η*n*Фл)

n— количество ламп в светильнике;

КПД – коэффициент полезного действия светильника (выбирается по каталогу).

Вот мы и рассчитали количество светильников для конкретного помещения. Зная, какое количество светильников мы хотим установить в помещении, можно манипулировать мощностью и количеством ламп в одном светильнике, выбирая более мощные или менее мощные, изменяя световой поток одной лампы.

Требуемые уровни освещенности, коэффициенты запаса можно найти в нормативных документах

При планировании освещения, в первую очередь нужно определить соответствующую нормам целевую освещенность и посчитать общий световой поток, который должны давать светильники в помещении.
С нормативами определиться просто – либо ищем свой тип помещения в таблицах СанПиН 2.21/2.1.1/1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» и СП 52.13330.2011 «Естественное и искусственное освещение», либо соглашаемся с основным требованием по освещенности жилых помещений – 150лк или офисных помещений с компьютерами – 400лк. Освещенность в помещении – это отношение общего светового потока светильников к площади помещения с поправочным коэффициентом «η».

Долю света «η», который доходит до рабочих поверхностей, можно оценить на глазок. В самом общем приближении для среднего помещения с светильниками до рабочих поверхностей доходит примерно половина света, а значит для очень грубой оценки можно использовать коэффициент η = 0,5.
Например, в комнате площадью 20^м2 светильник со световым потоком 700лм (эквивалент лампы накаливания 60Вт) создаст освещенность Е = 0,5 × 700лм / 20м2 = 18лк. А это значит, что для достижения норматива в 150лк, нужно F = 700лм × (150лк / 18лк) =5800лм, или эквивалент 8-ми лампочек накаливания по 60Вт!!! Полкиловатта ламп накаливания на небольшую комнату! По этому понятно, почему нормы освещенности для жилых помещений гораздо ниже, чем для учреждений, и почему учреждения уже давно никто лампами накаливания не освещает.

Более точный метод ручного расчета

Но так как помещения бывают с разными стенами, разной формы, с высокими или низкими потолками, поправочный коэффициент не обязательно равен 0,5 и для каждого случая свой: на практике, от 0,1 до 0,9 и между η = 0,3 и η = 0,6 разбег результатов в два раза.
Точное значение η нужно брать из таблиц коэффициента использования светового потока, для стандартного светлого помещения с коэффициентами отражения потолка стен и пола в 70%, 50%, 30% со смонтированными на потолок светильников, которые светят под себя и немного вбок (то есть имеют стандартную, так называемую, «косинусную» кривую силы света).

Табл. 1 Коэффициенты использования светового потока для потолочных светильников с косинусной диаграммой в комнате с коэффициентами отражения потолка, стен и пола – 70%, 50% и 30% соответственно.

В левой колонке таблицы указан индекс помещения, который считается по формуле:

, где S — площадь помещения в м2, A и B — длина и ширина помещения, h — расстояние между светильником и горизонтальной поверхностью, на которой рассчитываем освещенность.

Если нас интересует средняя освещенность рабочих поверхностей (стола) в комнате площадью 20м2 со стенами 4м и 5м, и высоте подвеса светильника над столами 2м, индекс помещения будет равен i = 20м2 / ( ( 4м + 5м ) × 2,0м ) = 1,1. Удостоверившись, что помещение и лампы соответствуют указанным в подписи к таблице, получаем коэффициент использования светового потока – 46%. Множитель η = 0,46 очень близок к предположенному навскидку η = 0,5. Средняя освещенность рабочих поверхностей при общем световом потоке 700лм составит 16лк, а для достижения целевых 150лк, потребуется F = 700лм × ( 150лк / 16лк ) = 6500лм. Далее имея значения светового потока светильника для освещения помещения можем, рассчитать потребность светильников или ламп для данного помещения.

N=Fпом./Fлам.=6500лк/700лк=~9ламп

Расчет освещённость помещения методом определения мощности светильников

Освещенность в нашем доме не только оказывает влияние на здоровье наших глаз, но и стимулирует работу мозга, способствуя хорошему отдыху. Именно поэтому необходимо правильно рассчитать освещённость помещения, чтобы выбрать подходящие светильники, подобрать нужную мощность ламп.

Для примерного расчета мощности светильников можно воспользоваться формулой: P=pS/N, p здесь – удельная мощность на освещение Вт/м2 , которая обычно берётся 20 Вт/м2 – это средний показатель, S – площадь рассчитываемого помещения в кв. метрах, а N – количество светильников.

Подобный метод расчета дает очень приблизительный результат. Ведь требования к освещённости жилых помещений могут быть разными, зависящими от типа самого помещения, к примеру в туалете или коридоре света нужно меньше, чем в гостиной. К тому же, лампы в зависимости от типа так-же дают разное количество света, к примеру накаливания, галогеновая или люминесцентная лампы.

Для того, чтобы более точно рассчитать освещённость какого-либо помещения, применяя формулу P = pS/N, величина p должна иметь не среднее значение (20 Вт/м2), а соответствовать значению удельной мощности на освещение именно для этого типа помещения. Вот таблица расчета удельной мощности на освещение в зависимости от типа помещения и типа ламп:

Тип вид помещения	Лампа накаливания	Галогеновая лампа	Лампа дневного света
Детская комната	30-90	70-80	18-22
Гостиная	10-35	25-30	7-9
Спальня	10-20	14-17	4-5
Коридор	10-15	11-13	3-4
Кухня	12-40	30-35	8-10
Ванная комната	10-30	23-27	6-8
Кладовая, гараж	10-15	11-13	3-4

Освещение помещений может быть общим – основным (это, обы чно люстры, подвесы) и местным (бра, торшеры, в некоторых случаях "точечники"). И когда нужно определить освещённость комнаты, независимо, делаете ли вы расчет основного или местного освещения надо учитывать, что разные светильники и лампы ввиду своей конструкции, исполнения дают различные световые потоки, интенсивность, яркость.

Для основного освещения лучше использовать, люстры, потолочные светильники, имеющие плафоны из матового или опалового стекла или лампы с матовым стеклом. Свет в них, проходя через матовое стекло делается мягким, рассеянным. Такой источник света способен осветить всю комнату своим равномерным, рассеянным светом.

Обратный эффект даст применение светильников, имеющих отражающие поверхности или использования в таких светильниках ламп с отражающей поверхностью. Отражающий слой в них нанесён прямо на колбе лампы, ближе к цоколю. Такой свет следует использовать для освещения определённой площади помещения.

Если в доме или квартире есть люди с ослабленным зрением, то при своих расчетах делайте поправку на этот момент, несколько увеличивая удельную мощность на освещение (p).

Расчет количества светильников и мощности ламп по таблицам для жилых помещений;

Для чтения или выполнения ручной работы необходимо яркое освещение, а для отдыха более мягкое освещение. Оптимальный уровень освещения для определенной площади можно подобрать по этой таблице:

Искусственное освещение помещений (расчёт мощности ламп и их количества)

Для высокоточных расчетов освещения как естественного, так и искусственного проектировщики применяют СНИПы – строительные нормы и правила, которые жёстко регламентируют необходимый уровень освещённости в зданиях, особенно это касается общественных зданий и помещений.

Варианты ориентировочного расчета искусственной освещенности различных помещений.

Эту методику подсчёта обычно применяют архитекторы и дизайнеры, определяя требуемую освещенность в обычных случаях. Данный приём ориентировочно информирует о количестве «лампочек», и ему может следовать обычный покупатель, оценивая нужный осветительный прибор.

Подсчёт уровня освещенности происходит на основании таблиц, которые будут представлены ниже. Нужно также сказать, что данные таблицы заключают величины освещенности для всей комнаты в целом - общее освещение.Иногда необходимо вычисление особого местного освещения – рабочая зона кухни, кабинет. На необходимый уровень освещённости комнаты влияет множество факторов: начиная с габаритов помещения, заканчивая отделкой. Но начнём с самого простого.

Общепринятые нормы освещённости

Таблица приводит общепризнанные нормы освещенности с учётом высоты потолка, не превышающего 3 м.

Для оценивания требуемого числа ламп нужно площадь освещаемого пространства (кв. м.) умножить на количество ватт (Вт) в строчке таблицы. Если высота потолков в комнате больше трёх метров, то величину подсчитанной мощности потребления стоит ещё умножать как минимум на 1,5.

Пример расчёта №1: Давайте осветим гостиную 30 кв. м. при потолке высотой в 2,6 метра. В таблице № 1 находим общую освещенность комнаты, т.е. принимаем как 20 Вт/кв. м. Теперь умножаем 30*20 = 600. Следовательно, нам необходимы лампы накаливания с общей потребляемой мощностью 600 Вт. Таким образом, нам приблизительно нужен светильник, либо светильники, на 6 ламп по 100 Вт мощностью каждая.

Показанная мощность в ваттах (Вт), принадлежит мощности, которую потребляет обычная лампа накаливания. Однако не совсем правильно просчитывать светоотдачу лампы ваттами, эта таблица приводит данную величину в связи с ее большой распространенностью. В ситуациях с применением других видов ламп– расчёт корректируется.

Расчет освещенности с учётом отделки

Чтобы произвести более точный подсчет следует принимать во внимание не только назначение комнаты, но и цвет отделки комнаты, пропорции помещения и вид освещения. Если предметы мебели и стены помещений тёмных оттенков, имеют матовую поверхность, необходимо количество освещения учесть с запасом.

Наиболее детальная информация находится в нижеприведенной таблице 2.

Пример расчёта №2: Допустим нам требуется подобрать освещение для кабинета площадью 14 м2. Мы знаем, что стены и потолок домашнего кабинета будут с отделкой тёмного цвета. К тому же наш кабинет имеет неправильную форму (г-образный в плане) – буква «Б» в таблице (при квадратной (прямоугольной) форме – «А»). При этом у нас будет прямое освещение (потолочный светильник) с лампами накаливания.

Теперь находим в таблице 2 на пересечении необходимой строки и столбца нужное нам значение. Для нашего кабинета это значение равно – 83. Теперь умножаем это значение на площадь нашего кабинета и получаем: 83*14=1162 Вт. Это суммарная мощность всех ламп накаливания, необходимых для нашего кабинета. Соответственно нам понадобится 20 лампочек по 60 Вт каждая.

Соответствие освещенности в зависимости от типа ламп

Как видите ламп накаливания для нашего условного кабинета необходимо достаточно большое количество. Но существуют же и другие виды ламп: галогенные, люминесцентные. Это означает, что можно заменить лампы накаливания на другой тип ламп, и таким образом варьировать необходимое количество.

Поправочные коэффициенты для иных типов ламп продемонстрированы в таблице № 3.

Исходя из данных таблицы 3, можно выбрать лампы из двух вариантов: Общую потребляемую мощность, необходимую для нашего кабинета поделим на 1,5 (при использовании галогенных ламп), что в итоге даёт 775 Вт. Исходя из этого, можно подобрать 13 галогеновых лампочек по 60 Вт. Эта вариация наиболее применима, если вы привязаны к числу лампочек.

Для энергосберегающих или люминесцентных ламп необходимо 232 Вт мощности, т.е. 1162:5=232. Для обеспечения этого освещения кабинета нам понадобится только 6 люминесцентных ламп по 40 Вт. Остаётся только распределить по помещению необходимое количество люстр, торшеров и бра исходя из необходимой мощности.

Также нельзя забывать, что различные лампы и светильники по причине их конструкции могут давать разные световые потоки, яркость, интенсивность. Не всегда основное освещение в силах одинаково освещать всю комнату, иначе говоря, отдельные её части могут остаться «затемнёнными». Для достижения равномерного освещения применяют добавочные источники света (местное освещение): бра, торшеры и т. п.

Как основное (общее) освещение правильнее применять люстры или потолочные светильники с плафонами, изготовленными из опалового или матового стекла. Проходя сквозь такую поверхность, свет становится наиболее рассеянным, мягким. Подобный источник освещения сможет наиболее равномерно освещать помещение в полном объёме.