Светотехнические расчеты
Содержание
Светотехнические расчеты
Точечный метод расчета
Метод коэффициента использования светового потока
Метод удельной мощности
Светотехнические
расчеты
Правильно спроектированная и выполненная осветительная
установка должна обеспечивать надлежащие условия видения при минимальных
затратах денежных средств и электрической энергии.
Освещение разделяется по видам: рабочее и аварийное.
Общее равномерное освещение применяется в помещениях:
· где выполняются относительно грубые
работы, соответствующие V разряду норм и более грубые;
· в которых рабочие места не фиксированы или
расположены с большой плотностью;
· в общественных, учебных, офисных зданиях.
Общее локализованное освещение используется при
неравномерном постоянном расположении рабочих мест. Создается освещенность не
одинаковая, зависит от расположения рабочих мест.
Местное освещение - обеспечивает требуемый
уровень освещенности только в пределах рабочей поверхности.
Применение только местного освещения в производственных
помещениях запрещено.
Комбинированное освещение: общий и местный требуемый
уровень освещенности - на рабочей поверхности, а по всей остальной площади -
только общее равномерное освещение.
Система комбинированного освещения используется при
неплотном и фиксированном расположении рабочих мест, и недоступности рабочих
поверхностей для общего освещения из-за затенения их частями оборудования, если
необходимо иметь высокий уровень освещенности, определенное или переменное
направление светового потока.
Эффективность
- правильное расположение светильников - самое выгодное
значение относительного расстояния между ними 
, где l -
расстояние между светильниками, h -
высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.
Оптимальные значения 
и значения коэффициента неравномерности распределения освещения (
) следующие:
· светильники с лампами накаливания - 
; 
· светильники с люминесцентными лампами - 
.
При наличии рабочих мест вблизи стен расстояние от крайних рядов
светильников до стен 
, в остальных случаях 
.
Методы расчета освещения:
1. Точечный метод
2. Метод коэффициента использования светового потока
. Метод удельной мощности
Точечный
метод расчета
Точечный метод расчета - позволяет определить световой поток ламп, необходимый для
создания нормируемой освещенности (
) в любой точке произвольно расположенной плоскости при условии,
что отраженный от стен и потолка световой поток не имеет большого значения.
Метод применяется при расчете локализованного, местного, наружного
освещения, освещения негоризонтальных поверхностей.
Метод используется как для прямого расчета, так и для
проверочного.
Сущность метода - требуемый световой поток осветительной установки определяют при
условии, что в любой точке освещаемой поверхности освещенность не должна быть
меньше нормированной 
.
На плане предварительно намечают точки, где освещенность может
оказаться наименьшей. В каждой точке вычисляют 
со световым потоком в 1000 лм. Точку с наименьшей освещенностью
принимают в качестве расчетной.
Последовательность точечного метода расчета:
1. На плане помещения размещают светильники и на
освещаемой поверхности намечают контрольные точки, освещенность которых может
оказаться наименьшей.
2. Для каждой из намеченных точек определяют условную
освещенность для лампы со световым потоком 1000 лм.
- условная сила света светильника с лампой 1000 лм в направлении
освещаемой точки (определяется по кривым светораспределения светильников или по
таблице), кд.
- угол между осью светильника и направлением светового луча.
Если расчетная точка освещена несколькими светильниками, то
освещенность в этой точке определяется:
- условная сила света светильника в направлении освещаемой точки,
определяется по кривой светораспределения.
- угол между осью светильника и направлением 
.
Кривая светораспределения силы света (КСС) - графики пространственных изолюкс -
семейство кривых, являющихся геометрическим методом точек с одинаковой
горизонтальной освещенностью в координатах h и d при разных соотношениях.
Пространственные изолюксы условной горизонтальной освещенности
светильника "Астра"
Определяем расчетный световой поток лампы
- определяется по СНиП;
- коэффициент запаса;
- коэффициент добавочной освещенности, учитывающий действие более
далеких светильников и отражающую составляющую светового потока (
).
Таблица 1 - Коэффициент запаса
|
№п/п
|
Наименование
помещения
|
Расчетное число чисток светильника
|
|
|
|
Л.Л.
|
Л.Н.
|
|
|
1
|
Территория
предприятия
|
1,5
|
1,3
|
3 раза/год
|
|
2
|
Мастерские,
животноводческие помещения, цеха
|
1,8
|
1,5
|
3 раза/месяц
|
|
3
|
Общественные
помещения, офисы
|
1,5
|
1,3
|
2 раза/месяц
|
|
4
|
Склады,
мельницы, кузницы
|
2,0
|
1,7
|
4 раза/месяц
|
3. По рассчитанному световому потоку Ф выбирают
лампу соответствующей мощности.
Освещенность негоризонтальной поверхности (вертикальной,
наклонной).
светотехнический расчет точечный метод
- кратчайшее расстояние от оси симметрии до линии пересечения
наклонной или вертикальной плоскости со вспомогательной горизонтальной
плоскостью, проведенной через расчетную точку А.
- угол наклона расчетной плоскости к горизонтальной плоскости.
Для вертикальной плоскости 
,
.
Метод
коэффициента использования светового потока
Применяется при расчете общего равномерного освещения
горизонтальной поверхности с учетом отраженных от стен и потолка световых
потоков.
Метод коэффициента использования светового потока
основывается на известном соотношении
- средняя освещенность, лк;
- световой поток, падающий на освещаемую поверхность, лм;
- площадь освещаемой поверхности, м2.
Очевидно, что световой поток, достигающий освещаемую поверхность,
будет значительно ниже суммы потока ламп данной осветительной установки за счет
различных потерь.
Сущность метода - при известном числе и типе светильников, равномерно
расположенных в помещении, характеризуемых известными коэффициентами отражения
стен, потолка и рабочей поверхности, определяется коэффициент использования
светового потока.
- световой поток, достигающий расчетной поверхности.
- суммарный световой поток источника света осветительной
установки.
Коэффициент использования светового потока прямопропорционален КПД
светильника и зависит от:
· характера светораспределения светильника: чем уже КСС, тем выше 
;
· коэффициентов отражения потолка (
), стен (
) и рабочей поверхности (
);
· высоты h: чем
меньше h, тем выше ;
· площади S: чем
меньше S отличается от квадрата, тем выше .
Влияние формы помещения определяется индексом помещения
S - площадь помещения;
h - расчетная высота подвеса светильника;
A-B - длины
сторон помещения.
Таблица 2 - Средние коэффициенты отражения от стен и потолка
|
Характер
отражаемой поверхности
|
%
|
|
1. Побеленный
потолок, побеленные стены с окнами, закрытыми светлыми шторами
|
70
|
|
2. Побеленные
стены при не завешенных окнах, побеленный потолок в сырых помещениях, чистый
бетонный, светлый деревянный потолок
|
50
|
|
3. Бетонный
потолок в грязных помещениях, деревянный потолок, бетонные стены с окнами,
стены со светлыми обоями
|
30
|
|
4. Стены,
потолок в помещении с большим количеством пыли, сплошное остекление без штор,
стены из красного кирпича неоштукатуренные, стены с темными обоями
|
10
|
Обычно расчет проводят по 
.
- по таблице 1 (1,3…2,0);
;
- зависит от соотношения 
и КСС (1,1…1,2);
- число светильников;
- по таблице справочника.
Таблица 3 - Коэффициент использования светового потока
светильника с люминесцентной лампой
|
Параметры, от
которых зависит Тип светильника
|
|
|
Л. Л.2x40 или 2x80
|
1x40
или 1x80
|
|
Коэффициент
отражения
|
|
, %707050300707050300
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, %505030100505030100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, %301010100301010100
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Индекс
помещения, i
|
Коэффициент
использования светового потока , %
|
|
0,5
|
28
|
27
|
20
|
13
|
11
|
27
|
26
|
17
|
12
|
11
|
|
0,7
|
38
|
36
|
27
|
20
|
17
|
36
|
34
|
25
|
20
|
17
|
|
1,0
|
51
|
47
|
37
|
29
|
25
|
47
|
43
|
34
|
28
|
25
|
|
1,5
|
63
|
57
|
47
|
38
|
33
|
58
|
52
|
44
|
36
|
33
|
|
2,0
|
70
|
63
|
53
|
44
|
38
|
64
|
58
|
49
|
42
|
38
|
|
2,5
|
76
|
68
|
57
|
49
|
42
|
69
|
63
|
53
|
47
|
41
|
|
3,0
|
80
|
71
|
60
|
52
|
44
|
73
|
65
|
56
|
50
|
44
|
|
3,5
|
82
|
73
|
62
|
54
|
46
|
75
|
67
|
58
|
52
|
46
|
|
4,0
|
85
|
75
|
64
|
56
|
48
|
78
|
69
|
60
|
54
|
47
|
|
5,0
|
90
|
79
|
69
|
61
|
52
|
82
|
72
|
64
|
58
|
51
|
|
Потолок нижней
полусферы  ,%6666
|
|
|
|
Потолок верхней
полусферы  , %1919
|
|
|
Таблица 4 - Коэффициент использования светового потока
светильника с лампой накаливания
|
Индекс
помещения, i
|
Астра
|
ППД-160 ППД-200
|
ППР, МСР01,
ПСП09
|
|
0,5
|
24
|
22
|
20
|
17
|
16
|
25
|
24
|
20
|
17
|
16
|
19
|
18
|
12
|
9
|
6
|
|
0,7
|
42
|
39
|
34
|
30
|
29
|
39
|
36
|
30
|
26
|
25
|
29
|
27
|
19
|
15
|
12
|
|
1,0
|
51
|
49
|
43
|
39
|
37
|
47
|
44
|
39
|
36
|
34
|
37
|
35
|
26
|
20
|
16
|
|
1,5
|
60
|
55
|
50
|
46
|
44
|
55
|
51
|
45
|
42
|
40
|
46
|
42
|
32
|
25
|
20
|
|
2,0
|
66
|
60
|
55
|
51
|
49
|
61
|
55
|
51
|
47
|
46
|
52
|
47
|
37
|
29
|
23
|
|
2,5
|
70
|
64
|
59
|
55
|
53
|
65
|
58
|
54
|
51
|
49
|
56
|
50
|
40
|
32
|
25
|
|
3,0
|
73
|
66
|
58
|
56
|
68
|
61
|
56
|
54
|
52
|
60
|
53
|
43
|
35
|
27
|
|
3,5
|
76
|
68
|
64
|
61
|
59
|
70
|
63
|
58
|
56
|
54
|
62
|
55
|
45
|
36
|
28
|
|
4,0
|
78
|
70
|
66
|
62
|
60
|
72
|
64
|
60
|
57
|
56
|
64
|
57
|
47
|
38
|
30
|
|
5,0
|
81
|
73
|
69
|
64
|
62
|
74
|
65
|
62
|
58
|
57
|
67
|
59
|
49
|
40
|
32
|
|
, %756847
|
|
|
|
Последовательность расчета методом коэффициента использования
светового потока:
1. В соответствии с типом и назначением помещения определить
величину .
. Выбрать тип светильников, определить их расположение и
число в соответствии с габаритами помещения и высоты подвеса светильника над
рабочей поверхностью и с учетом отношения .
. Определить коэффициенты отражения потолка (), стен (), рабочей поверхности () и индекс помещения (i).
. По таблицам 3,4 определить коэффициент использования
светового потока ().
. Выбрать коэффициент запаса (
по таблице 1) и коэффициент
неравномерности распределения освещенности (
- зависит от КСС и h).
. Определить световой поток
.
7. Выбрать из каталога лампу, ближайшую по световому
потоку Ф.
Световой поток должен быть не менее 
и не более 
. Если это условие не выполняется, то
принимают ближайшую по световому потоку лампу и вычисляют число ламп
.
Далее изменяют расположение светильников в соответствии с принятым
количеством ламп.
8. Определяют суммарную мощность осветительных
установок.
Метод
удельной мощности
Удельная мощность - отношение общей
установленной мощности светильников к площади освещаемого помещения.
Это упрощенная форма расчета метода коэффициента
использования.
Применяется для расчета общего равномерного освещения
незагроможденных помещений, длина которых не более чем в 2,5 раза превышает
ширину, строго для тех данных, для которых составлена таблица 5.
Величина требуемой удельной мощности для облегчения заданного
уровня освещенности зависит от типа и мощности ламп, типа светильников и их
размещения, от характеристики освещаемого помещения.
В таблице 5 приводятся удельные мощности в зависимости от уровня
нормированного освещения, площади освещаемой поверхности и расчетной высоты
подвеса светильника при наиболее вероятном сочетании коэффициентов отражения
потолка, стен, расчетной поверхности и при относительном расхождении между
светильниками 
, близком к оптимальному.
Таблица составлена при 
, : Л.Н. =1,3; Л.Л. =1,5.
Таблица 5 - Значение удельной мощности (
) общего равномерного освещения
|
h, м
|
S, м2
|
E, лк
|
|
|
5
|
10
|
20
|
30
|
50
|
75
|
100
|
|
2-3
|
10-15
|
2,8
|
5,2
|
9,2
|
12
|
19,3
|
26,5
|
34
|
|
15-25
|
2,4
|
4,3
|
7,7
|
10,2
|
16,3
|
23,5
|
29
|
|
25-50
|
2,0
|
3,5
|
6,4
|
8,6
|
13,8
|
19,5
|
24,5
|
|
50-150
|
1,8
|
3,0
|
5,3
|
7,2
|
11,4
|
16,3
|
21
|
|
150-300
|
1,6
|
2,7
|
4,7
|
6,4
|
10,2
|
13,6
|
18,5
|
|
>300
|
1,5
|
2,6
|
4,6
|
6,1
|
|
|
17,5
|
|
3-4
|
10-15
|
3,4
|
5,9
|
10,3
|
14,7
|
22,5
|
31,0
|
40,0
|
|
15-20
|
3,3
|
5,2
|
8,9
|
12,5
|
19,7
|
26,5
|
35,0
|
|
25-50
|
2,7
|
4,4
|
7,7
|
10,6
|
17,3
|
24,0
|
30,0
|
|
50-150
|
2,2
|
3,7
|
6,4
|
8,9
|
14,5
|
20,5
|
25,0
|
|
150-300
|
1,9
|
3,2
|
5,5
|
7,6
|
12,0
|
17,0
|
21,5
|
|
>300
|
1,6
|
2,7
|
4,7
|
6,6
|
10,2
|
14,0
|
18,0
|
|
!!!
|
1,4
|
2,3
|
4,2
|
6,0
|
9,4
|
12,7
|
16,5
|
, 
, 
Последовательность расчета методом удельной мощности:
Так же как и по методу коэффициента использования светового потока
определяют п.1, 2, 3 (кроме индекса помещения).
. По таблице 5 определить удельную мощность 
.
. Определить расчетную мощность лампы 
.
. Выбрать ближайшую стандартную лампу, если 
, то производят пересчет количества
светильников
.