Меню

Расчет установок электрического освещения



Методы расчета освещения

Светотехническим расчетом могут быть определены:

мощность дамп, необходимая для получения заданной освещенности при выбранном типе, расположении и числе светильников,

число и расположение светильников, необходимых для получения заданной освещенности при выбранном типе светильников и мощности ламп в них,

расчетная освещенность при известном типе, расположении светильников и мощности ламп в них.

Основными при проектировании являются задачи первого вида, поскольку тип светильников и их расположение должны выбираться исходя из качества освещения и его экономичности.

Решение задач при расчете освещения второго вида производится, если мощность ламп точно задана, например необходимо применить светильники с люминесцентными лампами мощностью 80 Вт.

Задачи третьего вида решаются для существующих установок, если освещенность невозможно измерить, и для проверки проектов и расчетов, например, для проверки точечный методом расчетов, выполненных методом коэффициента использования.

Выполнение светотехнических расчетов возможно методами:

1) методом коэффициента использования светового потока,

2) методом удельной мощности,

3) точечным методом.

Метод коэффициента использования применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Метод удельной мощности применяется для приближенного предварительного определения установленной мощности осветительной установки.

Точечный метод расчета освещения применяется для расчета общего равномерного и локализованного освещения, местного освещения независимо от расположения освещаемой поверхности при светильниках прямого света.

Кроме вышеуказанных методов расчета освещения, имеется комбинированный метод, который применяется в тех случаях, когда неприменим метод коэффициента использования, а светильники не относятся к классу прямого света.

Для некоторых видов помещений (коридоров, лестниц и т. д.) существуют прямые нормативы, задающие мощность ламп для каждого такого помещения.

Рассмотрим методику проведения расчетов по каждому из описанных методов.

Метод коэффициента использования светового потока

В результате решения по методу коэффициента использования светового потока находится световой поток лампы, по которому она подбирается из числа стандартных. Поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного более чем на +20 или -10%. При большем расхождении корректируется намеченное число светильников.

Расчетное уравнение для определения необходимого светового потока одной лампы:

F = ( Емин х S х k з х z) / ( n х η )

где F — световой поток лампы (или ламп) в светильнике, лм; Емин — нормируемая освещенность, лк, k з — коэффициент запаса (зависит от типа ламп и степени загрязненности помещения), z — поправочный коэффициент, учитывающий, что средняя освещенность в помещении больше, чем нормируемая, минимальная, n — число светильников (ламп), η — коэффициент использования светового потока, равный отношению светового потока, падающего на рабочую поверхность, к суммарному потоку всех ламп; S — площадь помещения, м2.

Коэффициент использования светового потока — справочное значение, зависит от типа светильника, параметров помещения (длины, ширины и высоты), коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения.

Порядок расчета освещения по методу коэффициента использования светового потока:

1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников в помещении .

Расчетная высота подвеса светильника определяется исходя из геометрических размеров помещения

H р = H — hc — h р, м,

где Н — высота помещения, м, hc – расстояние светильника от перекрытия («свес» светильника, принимается в пределах от 0, при установке светильников на потолке, до 1,5 м), м, h р – высота рабочей поверхности над полом (обычно h р = 0,8м).

Рис. 1. Определение расчетной высоты при расчетах электрического освещения

Подробнее про определение расчетной высоты смотрите здесь: Размещение светильников в помещении при расчете освещения

2) по таблицам находятся: коэффициент запаса k з поправочный коэффициент z , нормированная освещенность Емин,

3) определяется индекс помещения i (он учитывает зависимость коэффициента использования светового потока от параметров помещения):

i = (A х B) / ( Нр х ( A + B) ,

где А и В — ширина и длина помещения, м,

4) коэффициент использования светового потока ламп η в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности ρ с, ρ п, ρ р;

Читайте также:  Как снимать движущиеся объекты при плохом освещении

5) находится по формуле необходимый поток одной лампы F ;

6) выбирается стандартная лампа с близким по величине световым потоком.

Если в результате расчета окажется, что лампа больше по мощности, чем применяемые в выбранном светильнике, или если требуемый поток больше, чем могут дать стандартные лампы, следует увеличить количество светильников и повторить расчет или отыскать необходимое количество ламп, задавшись их мощностью (а следовательно и световым потоком лампы F ):

n = ( Емин х S х k з х z) / ( F х η )

Метод удельной мощности

Удельной установленной мощностью называют частное от деления общей установленной в помещении мощности ламп н а площадь помещения:

p уд = (P л х n) / S

где p уд — удельная установленная мощность, Вт/м2, P л — мощность лампы, Вт; n — число ламп в помещении; S — площадь помещения, м2.

Удельная мощность — это справочное значение. Для того, что бы правильно выбрать величину удельной мощности необходимо знать тип светильников, нормированную освещенность, коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности), коэффициенты отражения поверхностей помещения, значения расчетной высоты и площадь помещения.

Расчетное уравнение для определения мощно c ти одной лампы:

P л = (p уд х S ) / n

Порядок расчета освещения по методу удельной мощности:

1) определяется расчетная высота Нр, тип и количество светильников и в помещении;

2) по таблицам находятся нормированная освещенность для данного вида помещений Емин, удельная мощность p уд;

3) рассчитывается мощность одной лампы и подбирается стандартная.

Если расчетная мощность лампы оказывается большей чем при меняемая в принятых светильниках, следует определить необходимое количество светильников, приняв величину мощности лампы в светильнике Рл.

Точечный метод расчета освещения

Этим методом находятся освещенность в любой точке помещения.

Порядок расчета для точечных источников света:

1) Определяется расчетная высота H р, тип и размещение в светильников в помещении и чертится в масштабе план помещения со светильниками,

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от проекций светильников до контрольной точки — d;

Рис. 2. Расположение контрольной точки А при размещении светильников по углам квадрата и В по сторонам прямоугольника

3) по пространственным изолюксам горизонтальной освещенности находится освещенность е от каждого светильника;

4) находится общая условная освещенность от всех светильников ∑ е;

5) рассчитывается горизонтальная освещенность от всех светильников в точке А:

Еа = (F х μ / 1000 х k з ) х ∑ е,

где μ — коэффициент, учитывающий дополнительную освещенность от удаленных светильников и отраженного светового потока, k з — коэффициент запаса.

Вместо пространственных изолюкс условной горизонтальной освещенности возможно использование таблиц значений горизонтальной освещенности при условной дампе 1000 лм.

Порядок по точечному методу расчета для светящихся полос:

1) определяется расчетная высота H р, тип светильников и люминесцентных ламп в них, размещение светильников в полосе и полос в помещении. Затем полосы наносятся на план помещения, вычерченный в масштабе;

2) на план наносится контрольная точка А и находятся расстояния от точки А до проекции полос р. По плану помещения находится длина половины полосы, которую принято в точечном методе обозначать L. Ее не следует путать с расстоянием между полосами, обозначенным также L и определяемым по наивыгоднейшему соотношению ( L/ Нр);

Рис. 3. Схема к расчету освещения точечным методом полосами светильников

3) определяется линейная плотность светового потока

F’ = (F св х n) / 2L ,

где F св — световой ноток светильника, равный сумме световых потоков ламп, светильника; n — количество светильников в полосе;

4) находятся приведенные размеры p’ = p/ Нр, L’ = L/ Нр

Читайте также:  Дизайнерское освещение для лофта

5) по графикам линейных изолюксов относительной освещенности для люминесцентных светильников (светящихся полос) находится для каждой полуполосы в зависимости от типа светильника р’ и L’

Источник

Расчет электрического освещения

Дата добавления: 2013-12-23 ; просмотров: 10063 ; Нарушение авторских прав

Расчет электрического освещения заключается в определении мощности и числа ламп, необходимых для обеспечения установленного нормами уровня освещенности Е на рабочих местах внутри помещений или на открытых пространствах. Расчету предшествует выбор источников света, освещенности, коэффициентов запаса, системы освещения, типов светильников, их расположения и высоты подвеса. Для выбора этих параметров и последующего расчета требуются следующие исходные данные:

— планы и разрезы помещений и открытых пространств с размещением в них технологического оборудования;

— характеристика производственного оборудования и помещений или открытых пространств (отражательные свойства стен и потолков, размеры зданий, контраст между деталями и фоном);

— данные об источнике питания.

Выборы расположения и высоты подвеса светильников.Рациональное размещение светильников общего освещения зависит от высоты их подвеса и расстояния между ними: снижение высоты подвеса увеличивает среднюю освещенность помещения, но может увеличить неравномерность освещения и слепящее действие источников света. Размещение светильников производится с учетом величин, приведенных на рис. 5. Расстояние светового центра светильника от потолка hc принимается в пределах 0,3-0,15 м, низший предел — для низких помещений. Для светильников рассеянного и прямого света при выборе этой величины учитывается равномерность освещения потолка; при малых значениях hc потолок освещается неравномерно, в этом случае принимают отношение

Расчётной высотой h называется высота светильника над рабочей поверхностью, определенная по формуле

где Н – высота помещения, м;

hp – высота рабочей поверхности над уровнем пола, м;

hc – расстояние от потолка до светового центра светильника, м.

Рис. 5. Расположение светильников по высоте: Н — высота помещения; Н—расстояние от рабочей поверхности до потолка; hc —расстояние от потолка до светового центра

светильника; hp — высота рабочей поверхности над уровнем пола;

hn — высота подвеса светильника; h —расчетная высота

Наиболее выгодное отношение расстояния между светильниками L к расчетной высоте h определяется из условия минимального расхода электроэнергии и минимальных капитальных затрат. Расстояние от стен до крайних светильников l принимают равным: при наличии у стен проходов l = 0,25-0,5 L; при наличии у стен рабочих мест l = 0,25-0,3 L.

Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока.Общее освещение закрытых помещений при симметричном расположении светильников, как правило, рассчитывается методом коэффициента использования светового потока. Этот метод дает возможность определить световой поток ламп, которые необходимо установить в светильниках того или иного типа, чтобы получить на горизонтальной рабочей поверхности требуемую нормированную освещенность. Метод учитывает отражение света от стен и потолка. Этот метод непригоден для расчета локализованного, местного и наружного освещения, в других подобных случаях.

Расчетный световой поток лампы Fл определяется из соотношения

где Ен — нормированное значение освещенности, лк;

п — количество установленных светильников;

S — площадь освещаемого помещения, м 2 ;

К — коэффициент запаса;

Z — поправочный коэффициент, учитывающий неравномерность распределения освещенности;

Uoу — коэффициент использования светового потока осветительной установки.

Значения расчетных величин К, Z, Ен, Uoу, входящих в расчетную формулу, а также мощность ламп определяются из таблиц, приводимых в специальной справочной литературе.

Коэффициент запаса К учитывает старение ламп и загрязнение светильников в процессе эксплуатации, что приводит со временем к уменьшению светового потока ламп, а следовательно, и снижению освещенности. Согласно ПУЭ, К принимается равным 1,3 для помещений с незначительным выделением пыли и до 1,7 — для помещений со значительными производственными выделениями пыли, дыма, копоти.

зависит от расположения светильников и светораспределения соответствующего типа светильника. При увеличении отношения L : h сверх наивыгоднейших значений Z резко возрастает.

Читайте также:  Светильник для освещения классной доски световые технологии

Под коэффициентом использования светового потока осветительной установки понимается

где — поток, попадающий на рабочую поверхность.

В справочниках коэффициент для различных светильников дается в функции

коэффициентов отражения стен, потолков и индекса помещения i.Индекс помещения вычисляется по формуле:

где h — расчетная высота, м;

S — площадь помещения, м 2 ;

А и В — стороны помещения, м.

Определив величины К, Z, , вычисляют Fл. По вычисленному световому потоку находят мощность одной лампы, пользуясь таблицей характеристик ламп накаливания.

При расчете люминесцентного освещения обычно задаются потоком одной лампы и находят по его значению необходимое количество ламп. При этом расчетная зависимость принимает вид

где п — число люминесцентных ламп;

— поток одной лампы.

Определив п, легко подобрать число светильников, исходя из архитектурных, монтажных и других соображений. Значение коэффициента Z для установок люминесцентного освещения ориентировочно принимают 1,1-1,2. Коэффициент К принимается в зависимости от выделения пыли равным 1,5-2. Значения коэффициента использования для различных типов светильников, применяемых при люминесцентном освещении, приводятся в справочниках.

Точечный метод расчета освещения.Точечный метод применяется в тех случаях, когда требуется определить значение освещенности в заданной точке горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости. При этом методе считается, что отраженный свет не влияет существенно на величину освещенности.

Освещенность горизонтальной плоскости в данной точке при данном размещении, высоте подвеса и мощности лампы определяется из уравнения

где — сила света в направлении рассматриваемой точки;

h — расчетная высота;

α— угол падения света (т.е. угол между лучом и нормалью к освещаемой поверхности).

Точечный метод рекомендуется в качестве проверочного, а также для расчета равномерности распределения освещенности ответственных помещений.

Основываясь на пропорциональности между освещенностью и световым потоком, определяют, что для создания в данной точке освещенности Е при коэффициенте запаса К в каждом светильнике должна быть установлена лампа с потоком

где − коэффициент, учитывающий влияние удаленных светильников и отраженного света;

— суммарная освещенность в заданной наиболее удаленной точке рабочей поверхности от ближайших светильников с условной лампой.

Выбор стандартной лампы производится так же, как при расчете по методу коэффициента использования осветительной установки.

Последнее выражение может быть решено и относительно Е, если известен световой поток F.

Расчет общего освещения методом удельных мощностей.Поскольку для определенных помещений или рабочих объектов значения удельной мощности довольно устойчивы, ими можно пользоваться для приблизительной оценки правильности законченного светотехнического расчета или для определения с приблизительной точностью необходимой мощности освещения для решения вопросов электроснабжения.

На основании учета факторов, влияющих на величину удельной мощности, для помещений различного назначения или открытых площадок составлены справочные таблицы удельной мощности, принятые в практике для определения мощности ламп при общем освещении. При пользовании этими таблицами в соответствии с исходными данными (тип светильника, Е, h, S) находится значение удельной мощности, умножением которого на площадь помещения определяется общая мощность ламп Робщ; мощность отдельной лампы определяется делением на п.

При прожекторном освещении вертикальная освещенность на поверхностях, обращенных к прожекторам, обычно бывает выше горизонтальной. Поэтому ограничиваются расчетом горизонтальной освещенности. Расчет прожекторного освещения открытых пространств может быть произведен методом удельной мощности.

Количество прожекторов, необходимое для освещения данного участка, может быть определено по формуле

где Ен — нормированное значение освещения;

S — освещаемая площадь;

т — коэффициент рассеяния, зависящий от конфигурации участка: для узких участков он равен 1,5, для широких — 1,15;

К— коэффициент запаса, равный 1,5;

Z — коэффициент неравномерности освещения, равный 1,3-1,5;

— к.п.д. прожектора, равный 0,52-0,6.

Для ограничения слепящего действия отношение осевой силы света прожектора к квадрату высоты его установки над уровнем земли должно быть не более 300, откуда

Источник