Меню

Искусственное освещение точечный метод



Точечный метод расчета освещения

Точечный метод дает возможность определить в любой точке помещения освещенность как в горизонтальной, так и в вертикальной или наклонной плоскостях.

В основном точечный метод расчета освещения применяется при расчете локализованного и наружного освещения в случаях, когда часть светильников закрывается расположенным в помещении оборудованием, при освещении наклонных или вертикальных поверхностей, а также для расчета освещения производственных помещений с темными стенами и потолком (литейные, кузнечные цехи, большинство цехов металлургических заводов и т.п.).

В основу точечного метода положено уравнение, связывающее освещенность и силу света:

где: I α — сила света в направлении от источника на заданную точку рабочей поверхности ( определяют по кривым силы света или по таблицам выбранного типа светильника), α — угол между нормалью к рабочей поверхности и направлением силы света к расчетной точке, μ — коэффициент, учитывающий действие удаленных от расчетной точки светильников и отраженного светового потока от стен, потолка, пола, оборудования, падающего на рабочую поверхность в расчетной точке ( принимают в пределах μ = 1,05. 1,2), k — коэффициент запаса, hp — высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Перед началом расчета освещения точечным методом необходимо вычертить в масштабе схему размещения светильников для определения геометрических соотношений и углов.

Расчет точечным методом более сложен, чем расчет по удельной мощности и методом коэффициента использования. Расчет ведется по специальным формулам, номограммам, графикам и вспомогательным таблицам.

Наиболее простым является определение освещенности в горизонтальной плоскости от светильников с ЛН с помощью графиков пространственных изолюкс . Такие графики строятся для светильников каждого типа и имеются в справочных книгах по проектированию электроосвещения. «Изолюксой» называется линия, соединяющая точки с одинаковой освещенностью .

На рис.1 по вертикальной оси отложена высота установки светильника над расчетной поверхностью h в метрах, а по горизонтальной оси — расстояние d в метрах 30, 20, 15, 10, 7 . — у каждой кривой нанесена освещенность в люксах от светильника, имеющего лампу со световым потоком равным 1000 лм.

Чтобы понять назначение пространственных изолюкс и сущность расчета по ним, сделаем простой рисунок (рис.2). Пусть в помещении установлен светильник С на высоте h над расчетной поверхностью, например, над полом. Возьмем на полу точку А, в которой необходимо определить освещенность. Обозначим расстояние от проекции светильника на расчетную плоскость О до точка А через d.

Чтобы определить освещенность в точке А, необходимо знать величины h и d. Предположим, что h = 4 м, d = 6 м. Проведем на рис.2 горизонтальную линию от цифры 4 на вертикальной оси и вертикальную линию от цифры 6 на горизонтальной оси. Линии пересекаются в точке, через которую проходит кривая, обозначенная числом 1. Это означает, что в точке А светильник С создает условную освещенность е =1 лк.

Рис. 1. Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности от светильника с матированным стеклом.

Рис. 2. К расчету освещения точечным методом. С — светильник, О — проекция светильника на расчетную плоскость, А — контрольная точка.

Рис. 3. К расчету освещенности точечным методом

Расчет освещенности точечным методом от светильников с симметричным светораспределением (рис.3) рекомендуется вести в такой последовательности :

1. По соотношению d / hp определяют tga и, следовательно, угол α и cos 3 α , где d — расстояние от расчетной точки до проекции оси симметрии светильника на плоскость, ей перпендикулярную и проходящую через расчетную точку.

2. По кривой силы света (или табличным данным) для выбранного типа светильников и угла a выбирают Ia.

3. По основной формуле подсчитывают горизонтальную освещенность от каждого светильника в расчетной точке.

4. Определяют суммарную освещенность в контрольной точке, создаваемую всеми светильниками.

5. Вычисляют расчетный световой поток (в люменах), который должен быть создан каждой лампой для получения в расчетной точке требуемой (нормированной) освещенности.

6. По найденному расчетному световому потоку подбирают лампу требуемой мощности.

Пример расчета освещения точечным методом

Помещение площадью 100 м2 высотой 5 м освещается четырьмя светильниками типа РСП113-400 с лампами ДРЛ мощностью 400 Вт. Светильники расположены по углам квадрата со стороной 5 м (рис. 2). Высота подвеса светильников над рабочей поверхностью hp = 4,5 м. Нормированная освещенность в контрольной точке А равна 250 лк. Определить, соответствует ли освещенность в контрольной точке требуемой норме.

1. Определяем tg α (рис. 3), α и cos 3 α , α =37°, cos 3 α =0,49.

2. Определяем Ia. По кривой силе света светильников РСП13 (ДРЛ) при условной лампе со световым потоком ФЛ = 1000 лм, находим силу света Ia при α = 37° (интерполируя между значениями силы света для угла α = 35° и 45°), Ia1000 = 214 кд.

Читайте также:  Потолочное освещение длинного коридора

Световой поток установленной в светильнике лампы ДРЛ мощностью 400 Вт равен 19000 лм. Поэтому Ia= 214 × (19000 / 1000) = 214 × 19 = 4066 кд.

3. Рассчитываем освещенность от одного светильника в горизонтальной плоскости в контрольной точке А. Принимая коэффициент запаса k = 1,5 для одного светильника и μ = 1,05 получим

Так как в расчетной точке каждый из четырех светильников создает одинаковую освещенность, то суммарная горизонтальная освещенность в точке А будет ∑ ЕА = 4 × 68,8 = 275,2 лк

Фактическая освещенность повышает нормированную (250 лк) примерно на 10%, что находится в допустимых пределах.

Для рационализации техники расчетов освещенности точечным методом используют справочные кривые пространственных изолюкс, построенные для каждого типа светильника.

Источник

Расчет искусственного освещения точечным методом

Метод коэффициента использования

Заключается в определении значения коэффициента η, равного отношению светового потока, подающегося на расчетную поверхность, к полному потоку осветительного прибора. В практике расчетов значения η находятся из таблиц, связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещений i) с их оптическими характеристиками (коэффициентом отражения потолка Sпот, стен Sст, пола Sп). При расчете освещения лампами накаливания или ДРЛ предварительно надо наметить количество светильников, разместив их по площади потолка равномерно. По полученному в результате расчета требуемому световому потоку выбирается ближайшая стандартная лампа накаливания или ДРЛ. Допускается отклонение светового потока лампы не более, чем на -10. +20%.

По этому методу при кругло-симметричных точечных излучателях (лампы накаливания и ДРЛ) принимается, что световой поток лампы (или суммарный световой поток лампы) в каждом светильнике равен 1000лм. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной.

По полученному световому потоку выбирается лампа, поток которой должен отличаться от требуемого в пределах (-10…+20%).

Произвести реконструкцию искусственного освещения производственного помещения.

искусственный освещение травматизм точечный

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант
Помещение Аккумуляторная
Габариты 7x15x3.5
Тип светильника ВЗГ-100
Количество светильников 6 шт
Разряд зрительной работы III,в
Коэффициенты отражения

Решение.

Для реконструкции аккумуляторной мы должны проверить данное искусственное освещение (по заданным данным). Расчет производим точечным методом.

Расчет искусственного освещения точечным методом

По точечному методу при кругло симметричных точечных излучателях принимается, что световой поток лампы в каждом светильнике равен 1000 лк. Создаваемую таким светильником освещенность называют условной. Освещенность в расчетной точке определяется по формуле:

Е= , лк

где m = 1,1–1,2 — коэффициент, учитывающий действия удаленных светильников;

— суммарная условная освещенность в контрольной точке;

Кз = 1,5 — коэффициент запаса;

Ф — световой поток [лм].

В нашем случае разряд зрительной работы III (в) поэтому нормируемая освещенность по таблице 1.2 – 300 лк.

Выбираем к данному светильнику лампу накаливания БК-100 световой поток которого по паспортным данным равен 1450; Ф=1450 лм

Точечным методом проверим соответствие данного количества и типа светильников нормируемой величине.

Определение расчетной высоты подвеса:

Высота свеса светильников, hc = 0,5 м.

Рабочая поверхность над полом hр = 1 м.

Высота цеха h = 3,5 м.

Тогда расчетная высота составит:

Расстояние от стен до светильников и между ними распределяем соответственно заданию. Наиболее целесообразное размещение приведено на Рис 1

1.Расстояние между светильниками (Z) в длину:

2. Расстояние между светильниками в ширину:

Освещение произведено двухрядное по 3 светильника в ряду.

Расчетная схема точечного метода также предоставлена на рисунке 1

Намечаем контрольную точку А. Для нее определяем суммарную условную освещенность всех светильников следующим образом:

Находим проекцию расстояния на потолок от точки А до светильника- d.

Далее определяем угол между потолком и прямой d. По этому углу находим условную освещенность.

;

1,2,3,4-я лампа d1 =2,9 м ; =55 0 ; лк

5,6-я лампы d2 =7,6 м ; =75 0 ; лк

Суммарная условная освещенность равна:

= 7,32*4+0,2125*2=29,7056лк

Е=

Рассчитав освещенность используя точечный метод , мы доказали что данное освещение нуждается в реконструкции. Для этого должны заново спроектировать освещение.

Проектирование искусственного освещения заключается в реше-нии следующих задач:

— выбор системы освещения;

— типа источника света;

— выполнение светотехнического расчета и определение мощности

Как видим, светильники ВЗГ-100 с лампами БК-100 не подходят

Источник

Расчет освещения – методы и последовательность

Расчет светового освещения методом светового потока, точечным, или способом удельной мощности, может быть осуществлен для любого помещения. Но если метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения, то точечный метод чаще используют для расчета освещенности локальных мест, а метод удельной мощности — для определения примерной мощности светильников.

Кроме того, метод расчета зависит от известных параметров освещения и его конечного назначения. Поэтому, дабы не быть голословными, давайте разберем каждую из этих методик отдельно и по этапам.

Методы расчета освещения

Как мы уже указали выше, существует три основных способа расчета освещения – это метод коэффициента использования светового потока, точечный метод и метод удельной мощности. Давайте разберем каждый из них по отдельности.

Читайте также:  Искусственное освещение формула расчета

Расчет по методу коэффициента использования светового потока

Данный метод расчета, может быть выполнен для двух случаев – когда известно точное количество ламп и необходимо рассчитать их мощность, или, когда известна мощность ламп и необходимо рассчитать их количество. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет производится по формуле:

Давайте рассмотрим каждое из значений из этой формулы по отдельности, и разберемся от чего оно зависит.

  • Emin – это минимальное нормируемое значение освещенности для данного помещения. Данное значение задается табл.1 СНиП 23-05-95, и зависит от таких показателей как характеристика зрительной работы, характеристик фона и типа освещения. Для отдельных помещений данный показатель приведен в табл.2 СНиП 23-05-95.

  • S – это площадь помещения. Здесь все достаточно логично, ведь чем больше площадь помещения, тем большее количество света необходимо для ее освещения. И не учитывать этот фактор мы не можем.
  • Kз – это коэффициент запаса. Этот показатель учитывает, что в процессе эксплуатации лампа будет подвергаться загрязнению, и ее световой поток будет снижаться. Кроме того, данный показатель позволяет учесть снижение отраженной составляющей от стен потолка и других поверхностей. Ведь в процессе эксплуатации краски этих поверхностей тускнеют, и так же поддаются загрязнению. Инструкция советует принимать коэффициент запаса для ламп накаливания равным 1,3, а для газоразрядных ламп равным 1,5. Более точно его можно выбрать по табл.3 СНиП 23-05-95.

  • Z – коэффициент неравномерности освещения. Данное значение зависит от равномерности распределения светильников по всей площади помещения, а также от наличия затеняющих объектов. Вычисляется данное значение по формуле:

Eср – это среднее значение освещенности в помещении, а Emin – соответственно его минимальное значение.

Обратите внимание! Для большинства помещений, неравномерность освещения строго ограничена. Так, для помещений, в которых выполняются работы I—II зрительных разрядов, коэффициент Z не должен превышать 1,5 для люминесцентных ламп, или 2 для других источников света. Для остальных помещений, данный коэффициент составляет 1,8 и 3 соответственно.

  • N – это количество светильников, установленных в помещении. Он зависит от выбранной системы освещения.
  • n – количество ламп в светильнике. Если применяются одноламповые светильники, то его значение равно единице. При большем количестве, ставим соответствующее число.
  • ɳ — коэффициент использования светового потока. Он определяется как соотношение излучаемого и падающего на рабочую поверхность, светового потока всех ламп. А вот для его определения следует использовать специальную справочную литературу. Ведь данный параметр является производной от индекса помещения, коэффициента отражения стен и потолка, а также от типа светильника.

Методом коэффициента использования светового потока, можно произвести расчет и количества необходимых светильников, при известной величине светового потока. Для этого следует использовать формулу —

Величины в этой формуле не отличаются от рассмотренного выше варианта, поэтому более детально данную формулу рассматривать не будем.

Расчет точечным методом

Расчет точечным методом содержит некоторые отличия для точечных светильников, и для так называемых, световых полос. Под световыми полосами подразумевают люминесцентные лампы. Давайте рассмотрим оба варианта.

  • Начнем с расчета точечных светильников. На самом первом этапе расчета, нам следует вычислить высоту Нр. Данная высота является разностью между высотой подвеса светильника и нормируемой высотой минимальной освещенности.

  • Высота подвеса светильника — это расстояние от потолка до непосредственно лампы. Она зависит от строения светильника.

  • С нормируемой высотой минимальной освещенности, все немного сложнее. Как мы уже говорили выше, в табл. 2 СниП 23-05-95 вы можете найти минимально допустимое освещение практически для любого помещения.
  • В то же время высота, для которой указана данная норма, может отличаться. Обычно она варьируется от 0 до 1,0 метра. Это обусловлено тем, что в одних помещениях необходимо обеспечить максимальную освещенность в районе пола, а для других на уровне движения или стола, то есть 0,7 метра.
  • Для того чтобы получить высоту Нр, необходимо от высоты помещения вычесть две рассмотренные выше высоты.

  • Теперь нам следует начертить план помещения и размещения светильников, на котором мы должны определить равноудаленную точку от всех светильников в помещении. Именно для нее будет производится расчет. Кроме того, масштабированный план значительно облегчит расчет точечным методом освещения в любом помещении. Ведь это позволит вычислить расстояние от любого из светильников до расчётной точки – обычно его обозначают d.
  • Вычисление величин Нр и d, нам было необходимо для получения значения горизонтальной освещенности в искомой точке. Эта величина вычисляется по специальным графикам пространственных изолюксов. А этот график зависит от типа светильников.
Читайте также:  Софтбокс для освещения комнаты

  • Найдя параметр Нр на оси ординат, а параметр d на оси абсцисс, на их пересечении мы получим условную освещенность в искомой точке от данного светильника.
  • Но нам необходимо найти условную освещенность в данной точке от каждого расположенного поблизости светильника, а затем суммировать их значение. Таким образом мы получим величину Ее.
  • Теперь, для расчета точечным методом, пример формулы будет следующим –

  • В этой формуле, 1000 – это условный световой поток лампы. Ен – нормируемая освещенность, kз – коэффициент запаса, выбор которого мы рассматривали в предыдущем разделе нашей статьи.
  • µ — это коэффициент добавочной освещенности от соседних светильников и отраженного света. Обычно значение данного показателя принимают от 1 до 1,5.

Но для люминесцентных ламп данный расчёт не подходит. Для него разработан так называемый точечный метод расчета светящихся полос. Суть данного метода идентична варианту, рассмотренному выше, и его вполне можно сделать своими руками.

Для начала, как и в первом варианте, вычисляем значение Нр. Затем рисуем план помещения и расположения светильников.

Обратите внимание! План следует создавать с соблюдением масштаба. Это необходимо для определения точки А, для которой мы производим расчет. Эта точка будет расположена посередине светящейся полосы, то есть лампы, и удалена от этой середины на расстояние р.

  • На следующем этапе, определяем линейную плотность светового потока. Делается это по формуле F=Fсв×n/L. Для этой формулы Fсв – это световой поток светильника. Его значение равно сумме световых потоков всех ламп в светильнике. N – это количество светильников в полосе. Обычно таких светильников один, но могут быть и другие варианты. L – это длина лампы.
  • На следующем этапе, нам необходимо найти так называемые приведенные размеры – р* и L*. Р* = p/Hp, а L*=L/2 ×Hp. Исходя из этих приведенных размеров, по графикам линейных изолюксов находим относительную освещенность в заданной точке. Дальнейшие вычисления выполняем по той же формуле, как и для точечных светильников.

Расчет способом удельной мощности

Последним возможным вариантом расчета освещения, является метод удельной мощности. Данный метод относительно прост, но не дает точных результатов. Кроме того, он требует использования большого количества справочной литературы, приведенной на видео.

Суть данного метода сводится к следующему. Прежде всего, определяем величину Нр. Ее мы искали во всех описанных выше вариантах, поэтому не будем на ней останавливаться более подробно.

  • Дальнейший расчет производится по таблицам. В них мы определяем необходимую для данного помещения удельную мощность всех светильников – Руд.
  • После этого можно определить мощность одной лампы. Делается это по формуле –

Где S – площадь помещения, а n – количество ламп.

Исходя из полученного значения, находим ближайшее большее значение существующих ламп. Если мощность ламп не соответствует требованиям светильника, то увеличиваем количество светильников, и повторяем расчет методом удельной мощности.

Выбор метода расчета

Имея представление, каким образом производится расчет, давайте рассмотрим, какой из способов выбрать конкретно для вашего случая. Ведь различные методы расчета предназначены для различных помещений и условий.

  • Начнем с метода коэффициента использования светового потока. Данный способ нашел достаточно широкое применение. Преимущественно его применяют для расчета общего освещения в помещениях, не имеющих перепадов высот по горизонтали. Кроме того, данный способ не сможет выявить затененные участки, и произвести расчет для них.

  • Для этих целей существует точечный метод. Он применяется для расчета местного освещения, затененных участков и помещений с перепадом высот, а также наклонных поверхностей. Но вот общее равномерное освещение таким методом посчитать достаточно сложно — ведь он не учитывает отраженные и некоторые другие составляющие.
  • А вот способ удельной мощности, является одним из наиболее простых. Но в то же время он не дает точных значений, и преимущественно используется в качестве приближенного. С его помощью определяют приближенное количество светильников и их мощность.

Кроме того, данный расчет позволяет определить, какова приближенная цена монтажа и эксплуатации данной осветительной системы.

Вывод

Конечно, такие сложные методологии совершенно не нужны, если вы просто создаете освещение рассады в домашних условиях. Для этого и подобных случаев, достаточно применить нормируемый показатель минимальной освещенности, умножив его на площадь помещения.

А уже, исходя из полученного значения, выбрать количество и мощность ламп. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь без тщательного расчёта не обойтись. И лучше в данном вопросе не заниматься самодеятельностью, а довериться профессиональным конструкторским бюро.

Источник