Расчет электрического освещения

Цель расчета электрического освещения — определение количества и мощности светильников, необходимых в помещении для создания в нем нормируемой освещенности.

Существует несколько методов расчета электрического освещения. Рассмотрим самый простой метод, широко используемый при проектировании общего освещения помещений. Это упрощенный метод коэффициента использования светового потока или метод удельной мощности. Основное уравнение метода:

P=wS/N,

где Р — мощность источника электрического света, Вт; w — удельная мощность освещения, Вт/м²; S — площадь помещения, м²; N — число светильников в помещении.

Значение удельной мощности определяют по таблицам, которые составлены для различных типов ламп и светильников; при этом для светильников с лампами накаливания учитывают такие параметры: тип светильника; освещенность Е, лк; коэффициент запаса К; коэффициент минимальной освещенности z; коэффициент отражения поверхностей помещения: r_п — потолка; r_с — стен; r_рп — рабочей поверхности; h_p — расчетную высоту, м; S — площадь помещения, м²

Для светильников с люминесцентными лампами параметры, приведенные в таблицах, имеют следующие отличия:

таблицы приводятся только для освещенности 100 лк, так как в данном случае имеется пропорциональная зависимость между Е и w;

в качестве одного из паспортных данных приняты тип и мощность лампы, а также соответствующая световая отдача.

Таблицы удельной мощности ламп типа ДРЛ составлены также для освещенности 100 лк (с пропорциональным пересчетом при других освещенностях).

Для правильного пользования таблицами необходимо четко знать особенности приведенных в них коэффициентов.

Коэффициент запаса К учитывает уменьшение световой отдачи светильника вследствие запыленности и загрязнения воздуха в помещении.

Для большинства общественно-бытовых и производственных помещений с нормальной средой значение К составляет 1,3 для ламп накаливания и 1,6—для газоразрядных ламп.

Коэффициент минимальной освещенности г = Е_ср: Е_{т; п} учитывает необходимость создания минимальной освещенности по всей освещаемой поверхности, его учет обусловлен неравномерностью освещаемой поверхности из-за дискретного размещения светильников. При общем равномерном освещении г = 1,1—1,15. Коэффициенты отражения поверхностей помещения учитывают характер отражающей поверхности, их значения приведены в табл. 4.

2.5. Порядок проектирования и расчет внутренней осветительной электроустановки общего равномерного освещения

При проектировании систем освещения рекомендуется придерживаться следующей последовательности расчета:

1. В соответствии с назначением помещения определяется тип светильника и нормируемая освещенность Е (лк) (таблицы 5,6).

3. Для выбранного типа светильника, габаритов и характеристик помещения определяется удельная мощность освещения w (Вт/м²) (табл.7).

4. Определяется общая мощность (Вт) ламп в помещении

P_S = wS.

5. Рассчитывается число светильников в помещении

N = P_S/P_св

где P_св — мощность ламп в светильнике.

6. Принимается решение по размещению светильников на плане помещения.

При получении неудовлетворительных результатов расчета, обусловленных большим или малым числом светильников в помещении, следует изменить тип светильника или число ламп в светильнике и выполнить расчет вновь с учетом корректировки.

Пример 1. Осуществить проектирование общего освещения лампами накаливания помещения для отдыха длиной 11 м и шириной 6 м (общей площадью S=66 м²). Потолок побелен, стены светлые при незавешенных окнах. Напряжение питающей сети 220 В. Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью h_p=2 м.

Решение.

1. В соответствии с назначением помещения и состоянием потолка и стен по таблице 2 определяем коэффициент отражения потолка 70% и стен – 50%.

2.По табл.7 выбираем к установке светильник конический цельный из глушеного стекла

3.В соответствии с заданной высотой подвеса светильников (2 м) и площадью помещения (66 м²) по табл.7 определяем удельную установленную мощность ламп w=18,5 Вт/м².

4. Для вспомогательных помещений по таблице 5 определяем разряд зрительной работы –XI и нормативную освещенность - 75лк.

5.В соответствии с сформулированными выше правилами по табл.3 принимаем отношение L/h_p=1.5 для наиболее рационального расположения ламп. Тогда расстояние между лампами равно L= 1,5*2,0=3,0 м.

6.Определяем общее число ламп, задавшись стандартной мощностью Р_сн лампы накаливания (табл.1). При Р_сн=150 Вт N = P_S / Р_сн = wS/ Р_сн= 18,5·66/150=8,14»8.

6.Принимаем двухрядное расположение ламп (рис. 4,а)

Пример 2.

Осуществить проектирование общего освещения люминесцентными лампами помещения для сборочного производства длиной 11 м и шириной 6 м (S=66 м²). Потолок побелен, стены светлые при незавешенных окнах. Напряжение питающей сети 220 В. Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью h_p=2 м.

а) б)

Рис.4. Расположение светильников на плане помещения

1. По табл. 6 определяем нормативную освещенность Е= 200 лк при категории зрительной работы III.

2. В соответствии с табл.6 выбираем к установке светильник типа БС с решетчатым затенителем

3. Исходя из заданной высоты подвеса светильников (h_p= 2 м) и площади помещения (S=66 м²) по табл.8 определяем удельную установленную мощность ламп w=17,8 Вт/м².

4. Общая мощность (Вт) ламп в помещении P_S = wS= 17,8·66=1174,8 Вт.

5. Исходя из технологических требований сборочного производства и плана помещения принимаем двухрядное расположение светильников параллельно короткой стороне (рис. 4,б).

6. Рассчитываем число светильников в помещении, приняв мощность одной лампы 40 Вт (табл.2) при установке 3 ламп в светильнике

N= P_S/P_св= 17,8·66/3/40=9,79

Принимаем к установке 10 светильников из трех ламп мощностью 40 Вт.

7. Определяем расстояние между светильниками в соответствии с табл.3

L= 1.25 h_p =1.25*2=2.5 м.

8. Проверяем, установятся ли по габаритам выбранные светильники по длине потолка: длина одного светильника 1,27 м, длина линии из двух светильников 1,27·2 = 2,54 м. Светильники установятся.

2.6. ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ №1

«Расчет освещенности помещений лампами накаливания общего назначения и лампами дневного света»

№ варианта	Высота подвеса, м	Разряд зрительной работы	Ширина помещения, м	Длина помещения, м	Источник света
	2,0	X III IV XII-A II	2,5		ЛН ЛЛ ЛН ЛЛ ЛН
	2,5	VIII-A VI II XII-C III			ЛН ЛЛ ЛЛ ЛЛ ЛН
	3,0	XI III IV XII-B VI			ЛЛ ЛЛ ЛЛ ЛН ЛН
	3,5	VIII-B VI V III IV			ЛН ЛН ЛЛ ЛЛ ЛН

Примечание: ЛН- лампа накаливания; ЛЛ- люминесцентная лампа.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Волков В.Д., Шелякин В.П. Светотехника: учебное пособие. - Воронеж: Издательство «Кварта», 2003. - 132 с. (Учебная серия «Открытое образование»).

2.Гуторов М.М. Основы светотехники и источники света: Учебное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1983. – 384 с.

3.Епанешников М.М. Электрическое освещение.:Учебное пособие.- М.: Энергия, 1973. -352 с.

4.Щепина Н.С. Основы светотехники. М.: Энергоатомиздат, 1985. –320 с.

5. Тищенко Г.А. Осветительные установки. М.: Высшая школа, 1984

6.Козинский В.А. Электрическое освещение и облучение. М.: Агропромиздат, 1991.- 239 с.

7. Степанцов В.П. Светотехническое оборудование в сельскохозяйственном производстве. Минск: Ураджай, 1987 –216 с

8.Справочная книга по светотехнике./Под ред. Ю.Б. Айзенберга. - М.: Энергоатомиздат, 1995. 472 с.

9.Баев В.И. Практикум по электрическому освещению и облучению. М.: Агропромиздат, 1981. – 176 с.

10.Кнорринг Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. – 448 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Таблица 1

Основные характеристики ламп накаливания для общего освещения с нормальной световой отдачей

Мощность, Вт	Световой поток (лм) при напряжении питания	Диаметр колбы, мм	Исполнение цоколя
220 В	127 В
				Р-27 Р-27 Р-27 Р-27 Р-27 Р-27 Р-27 Р-27 Р-27, Р-40 Р-40 Р-40 Р-40 Р-40

Таблица 2.

Основные характеристики люминесцентных ламп для общего освещения

Мощность, Вт	Световой поток, лм	Размер, мм
ЛДЦ	ЛД	ЛХБ	ЛБ	ЛТБ	Диаметр трубки	Полная длина	Длина без штырьков

Таблица 3

Оптимальные относительные расстояния между светильниками

Тип лампы
Тип или характеристика светильника	Оптимальное L/hp
Лампы накаливания
Глубокоизлучатель зеркальный Глубокоизлучатель эмалированный, люцетта цельного стекла Универсаль с затенителем и без затенителя Плафон двухламповый Шар, плафон одноламповый, фарфоровый полугерметический	1,2 1,5 1,7 1,9 2-2,3
Люминесцентные лампы
Светильники с решетчатыми затемнителями Светильники без затемнителей	1,25 1,5

Примечания:1.L- расстояние между светильниками, м; h_р- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью.

2. Расстояние крайних рядов светильников от стен принимается равным 1/3 L, если вблизи стен имеются рабочие места, и около ½ L в остальных случаях.

Таблица 4

Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Отражающая поверхность

Коэффициент отражения, %

Побеленный потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами Побеленные стены при незавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолки Бетонный потолок в грязных помещениях, деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями Стены и потолки с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич не оштукатуренный, стены с темными обоями

Таблица 5

Нормы освещенности люминесцентными лампами вспомогательных помещений

Разряд зрительной работы	Наименование помещений	Освещенность, лк
X	Столовые и буфеты. Здравпункты	220(120)
XI	Помещения для отдыха. Помещения обслуживания	150(75)
XII A B   С D E	Проходные (проверка пропусков) Вестибюли, главные коридоры и гардеробные в вестибюлях Проходы и второстепенные коридоры Лестницы главные, второстепенные	100(50) 75(30)   50(20) 75(20) 50(10)

Таблица 6

Нормы освещенности рабочих поверхностей при общем освещении разрядными лампами при среднем контрасте объекта с фоном и светлом фоне

Характеристика зрительной работы по степени точности	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Освещенность, лк
Наивысшей точности	Менее 0,15	I	400(300)
Очень высокой точности	0,15-0,3	II	300(200)
Высокой точности	0,3-0,5	III	200(150)
Средней точности	0,5-1,0	IV	150(100)
Малой точности	1,0-5,0	V	100(50)
Грубая	Более 5,0	VI	100(50)
Общее наблюдение за ходом производственного процесса: Постоянное Периодическое		VIII     A B	75(30) 50(20)

Примечание: В таблицах 5 и 6 в скобках даны нормы освещенности при использовании ламп накаливания

Таблица 7