2.1. Расчет естественного освещения

Расчет естественного освещения сводится к определению необходимой площади световых проемов (окнами световых фонарей), обеспечивающих нормированные значения К.Е.О., т.е. достаточный уровень освещения.

Необоснованное увеличение остекленных поверхностей, например

сплошное остекление наружных стен якобы для обеспечения максимального естественного освещения, ведет к дискомфорту, ухудшению видимости. "Строительными нормами и правилами"(СНиП П-4-79) рекомендуется определять требуемую площадь светопроемов следующим образом:

1. При боковом освещении по формуле:

(6)

где S_с – площадь световых проемов окон, м²;

S_п – площадь пола, м²;

е_n – нормированное значение К.Е.О.;

η₀ – световая характеристика окна, равная площади светового проема в % от площади пола при К.Е.О. = 1% (определяемая в зависимости от соотношения длины помещения к его глубине, а также расстояния от уровня рабочей поверхности до верхнего края окна);

К_зд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями;

τ₀ – общий коэффициент светопропускания, определяемый как произведение частных коэффициентов светопропускания;

(7)

где τ₁, τ₂, τ₃ соответственно коэффициенты, учитывающие потери света в светопропускающем материале вследствие затенения переплетами; от слоя загрязнения стекла; вследствие затенения несущими конструкциями;

r₁ – коэффициент, учитывающий повышение К.Е.О. при боковом освещении за счет света отраженного от внутренних поверхностей помещения (стен, потолка, рабочих поверхностей).

2. При верхнем освещении – по формуле:

(8)

где S_ф – площадь световых проемов (фонарей), м²;

S_o – площадь пола, м²;

е_н – нормированное значение K.Е.O. при верхнем освещении, определяемое в соответствии с формулой(1);

η_ф – световая характеристика фонаря, равная площади остекления фонаря в % от площади пола при K.Е.O. = 1% определяемая в зависимости от типа фонаря и от отношения длины помещения к ширине пролета;

τ_о – общий коэффициент светопропускания, определяется аналогично, как при боковом освещении;

r₂ – коэффициент, учитывающий повышение К.Е.О. при верхнем освещении за счет света, отраженного от внутренних поверхностей помещения.

2.2 Расчет искусственного освещения.

В настоящее время разработаны несколько методов расчета искусственного освещения.

Для расчета местного локализованного, а также для расчета освещения негоризонтальных поверхностей применяется точечный метод. Этот метод дает возможность определить освещенность в любой точке рабочей поверхности. Расчет этим методом кропотлив, сложен и ведется он по специальным формулам, номограммам, графикам и вспомогательным таблицам.

Для приближенных, ориентировочных расчетов (на первой стадии проектирования объекта) системы общего равномерного освещения в некоторых случаях применяется метод удельной мощности – это частное от деления всей модности ламп на площадь помещения. Для каждого типа светильника составлены таблицы удельной мощности, умножив ее значение на площадь помещения, определяем полную потребную мощность в Вт.

Основным методом расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности является метод коэффициента использования светового потока.

Суть метода заключается в следующем: определяется световой поток одной лампы, исходя из условия создания нормируемой освещенности.

Затем по подсчитанному световому потоку определяется стандартная мощность ламп с помощью приведенных в справочниках световых характеристик ламп.

Определение светового потока производится по следующей формуле:

(9)

где Ф – световой поток одной лампы, лм;

Е_н – значение нормированной освещенности, лк. Как уже отмечалось, основным нормативным документом для определения нормированной освещенности является СНиП П-4-79. (Однако для выполнения практических расчетов лучше пользоваться отраслевыми нормами освещенности, составленными на основании СНиП П-4-79), т.к. в них приводятся значения нормированной освещенности конкретно на том или ином рабочем месте, при выполнении той или иной технологической операции данной отрасли производства);

S – площадь помещения, м;

К – коэффициент запаса, учитывающий снижение освещенности, вследствие старения ламп, запыления ламп, светильников, загрязнения отражающих поверхностей помещения (стен, потолка, рабочей поверхности).

Значения этого коэффициента принимаются по справочникам в зависимости от степени выделения пыли, дыма и копоти в данном производственном помещении;

Z – коэффициент минимальной освещенности. Это отношение средней освещенности к минимальной;

n – количество ламп (или светильников). Предварительно принимается произвольно, исходя из площади помещения и равномерного использования светильников, с последующей корректировкой (о чем будет сказано ниже);

η – коэффициент использования светового потока. Это отношение потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп.

По рассчитанному световому потоку и таблицам стандартных ламп выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться больше, чем на 10÷20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется число светильников.

Ассортимент выпускаемых в настоящее время люминесцентных ламп (ЛЛ) невелик (мощность этих ламп не превышает 150 Вт; т.к. с ростом мощности характеристики ламп резко ухудшаются, то выбор стандартной лампы, с допускаемым отношением, бывает затруднителен). Поэтому в таких случаях при расчете люминесцентного освещения допускается наметить число рядов N, которое подставляется в формулу (9) вместо n – количество ламп. Тогда под Ф следует подразумевать световой поток ламп одного ряда. Далее выбирается стандартная лампа со световым потоком Ф₁ (лм) и число светильников в ряду определяется как:

ХОД РАБОТЫ:

Искусственное освещение:

Исходные данные:

Тип помещения	Студенческая аудитория
Размеры помещения	54x6x6
Тип светильника	ЛСП-06
Коэффициент запаса	1,5
Z	1,1
Коэфф-т отражения от стен	70
и потолка	50
Вид естественного освещения	боковое одностороннее
Характеристика зрительной работы	Средней точности
Освещенность, En	200лк
К.Е.О.	1,5%

Из таблицы 3.1 выбираем вариант 4. Получаем помещение: размером 24х6х6 с коэффициентом запаса 1,5, тип светильников - ЛСП 06, коэффициент отражения стен и потолка 70;50 , вид естественного освещения – боковое одностороннее.

Рассчитаем искусственное освещение:

h = H-h_p-h_c= 6-1,2 -0,8 = 4м,

По формуле 9 находим световой поток лампы:

Выбираем количество ламп n=20 тогда световой поток одной лампы будет равен:

Φ₁≈88000/20=4400 лм

Выбираем лампу ЛТБ80-4 (мощность 80 Вт, напряжение на лампе 102 В,

ток лампы 0,805 А, световой поток 4220 лм).

Светильники люминесцентного освещения следует располагать рядами, сплошными или с разрывами, ориентируя ряды параллельно стенам или продольным осям помещения

Измерение горизонтальной естественной освещенности внутри помещения

	Евн, лк			К. Е.О., %
№ точки	студен, стол	препод. стол	в углу комн.	студен, стол	препод. стол	в углу комн.
Естественное осв.	430	700	300	15	24,5	10,5
Комбинированное осв.	100	103	80	35	36	28

Примем Е_наруж. = 290 лк.

Равномерность освещения:

K.E.O.min ∕ K.E.O.max = 4,3 ∕ 10 = 0,43;

K.E.O.min ∕ K.E.O.max = 7 ∕ 10,3 = 0,68;

K.E.O.min ∕ K.E.O.max = 3 ∕ 8 = 0,375.

Вывод: так как значение равномерности освещения должно быть больше или равно 0,3, то можно сделать вывод, что освещение в помещении относительно равномерно, но колеблется.

Для обеспечения нормальной работы рекомендуется искусственное освещение лампами ЛСП 06 количестве 20 штук с общим световым потоком 88000 лм. Желательно наличие естественного освещения из-за лучшего восприятия и влияния на самочувствие.

8