Алгоритм расчета искусственного освещения

1. Задаются параметры помещения.

2. Определяется характер зрительной работы (объект различения, фон, контраст и т.п.).

3. Выбирается система освещения (общая или комбинированная).

4. Выбираются тип лампы, исходя из экономической или производственной необходимости, вид светильника.

5. Определяется нормированная минимальная освещенность Е_норм для выполнения заданной зрительной работы.

6. Рассчитывается необходимый световой поток: Ф_расч ³ .

7. Уточненяется выбор светильников, их расположение и количество ламп по Ф_расч.

8. Рассчитывается фактическая освещенность от выбранного светильника.

Расчет общего равномерного искусственного освещения горизон­тальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового поток а. Световой поток Ф_Л, лм, одной лампы или группы люминисцентных ламп одного светильника определяется по формуле

Ф_Л = ,

где E_н – нормируемая минимальная освещенность [1], лк;

S – площадь освещаемого помещения, м²;

z – коэффициент нерав­номерности освещения. является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от соотношений D/H_p, с увеличением которого сверх рекомендуемых значений резко возрастает (табл.4 прил.1);

k_з – коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света (обычно k_з = 1,3 - 1,8), запыленности воздуха рабочей зоны и количества чисток в году [1, табл. 3];

п – число светильников в по­мещении;

η_И – коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяют по справочнику Кнорринга Г.В. [1] в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения

i=АВ/[Н_Р (А+В)],

где А, В — длина и ширина помещения в плане,м;

Н_Р — высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

По полученному в результате расчета световому потоку выбирают [7, 8 ] ближайшую стандартную лампу и определяют необходимую электрическую мощность. При выборе лампы допускается отклонение светового потока от расчетного в пределах 10–20 %.

Еслисветовой поток Ф_Л отличается от стандартного более чем на 10–20 %, то корректируется число светильников п.

Для поверочного расчета местного освещения, а также для расчета освещенности конкретной точки наклонной поверхности при общем локализованном освещении применяют точечный метод. В основу точечного метода положено уравнение

Е_А = J₀ cosα / r ²,

где Е_А – освещенность горизонтальной поверхности в расчетной точке А, лк;

J₀ – сила света в направлении от источника к расчетной точке А, определяется по кривой распределения светового потока выбирае­мого светильника и источника света;

α – угол между нормалью к поверхности, которой принадлежит точка, и направлением вектора силы света в точку А;

r – расстояние от светильника до точки А, м.

Учитывая, что r = Н/cosa и вводя коэффициент запаса k_з, получим

Е_А = J₀ cos ³α / (Н² k_з).

Критерием правильности расчета служит нера­венство Е_А ≥ Е_н.

Пример 1. Освещение конторского помещения площадью S =12·20 м²

и высотой Н = 4,0 м запроектировано светильни­ками «Люцетта». Светильники размещены по углам квадрата со стороной 4,0 м. Высота подвеса светильников Н_Р = 2,5 м. Коэффи­циенты отражения равны: потолка ρ_П = 0,7; стен ρ_С = 0,5; расчетной плоскости ρ_Р = 0,3 (табл.5, прил.1). Рассчитать мощность источников света и сум­марную установленную мощность, если нормированная освещен­ность Е_Н = 75 лк. Напряжение сети U = 220 В, коэффициент запаса k = 1,3.

Найдем индекс помещения:

i = АB /Н_Р(А + B) = 12-20 / 2.5(12+20) = 3,0.

Пользуясь табл. 4–7 прил.2, определяем коэффициент использования осветительной установки со светильниками «Лю­цетта» для найденного индекса помещения и заданных коэффициен­тов отражения:

η_И = 0,7.

При заданном размещении светильников в рассматриваемом помещении их общее количество составляет 15 (три ряда по пять светильников).

Коэффициент z для заданного светильника равен 1,2 (табл. 4, прил.1). При этом световой поток каждого источника света, необ­ходимый для обеспечения заданного уровня нормированной осве­щенности, определится из уравнения

Ф_Л ³ ³ = 2 670лм.

Пользуясь табл. 2, прил.1, определяем необходимую мощность источ­ника света для заданного напряжения сети. Ближайший по световому потоку источник имеет мощность 200 Вт; его световой поток Ф_Л = 2800 лм, что несколько больше потребного. Определим факти­ческую освещенность:

E_Ф = E_ФН · Ф_Лстанд / Ф_Лрасч = 75·2800/2670 = 80 лк.

В заключение определим общую установленную мощность и удельную мощность осветительной установки:

Р_общ = пР_л = 15 · 200 = 3 000 Вт;

Р = Р_общ / S_Р = 3000/12 · 20 =12,5 Вт/м^2.