3.2 Методы расчета количественных характеристик Искусственного освещения
Расчеты, выполняемые при проектировании и анализе эффективности систем искусственного освещения, являются комплексной задачей, в процессе решения которой определяются тип, число, мощность и оптимальные условия размещения осветительных приборов, необходимых для создания требуемых условий освещения.
Наиболее часто используют следующие методы расчета количественных характеристик искусственного освещения:
метод коэффициента использования светового потока, применяемый при расчетах общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности;
метод точечного источника, применяемый при расчетах освещения при любом расположении освещаемых поверхностей (с учетом размещения рабочих мест).
3.2.1 Метод коэффициента использования светового потока
Количество светильников Nсв со световым потоком ламп Фл, обеспечивающих в данном помещении заданное значение освещенностиЕможно определить по формуле:
,
(3.6)
где
- количество светильников, шт.;
- освещенность, лк;
- площадь помещения, м2;
- коэффициент запаса, зависящий от
степени износа лампы и загрязненности
воздуха (таблица 1.2);
z= (Eср/Emin) – коэффициент минимальной освещенности. Для ламп накаливания и ламп разрядных высокого давления рекомендуется приниматьz = 1,15 и для ламп разрядных низкого давления люминесцентныхz = 1,1;
- световой поток лампы, лм;
Таблица 3.2 - Коэффициент
запаса,
[2]
|
Содержание вредных выделений в рабочей зоне |
Примеры освещаемых помещений, рабочих поверхностей |
Коэффициент запаса
| |
|
газоразрядных |
накаливания | ||
|
Пыль, дым, копоть: свыше 5 мг/м3
1-5 мг/м3
менее 1 мг/м3
Значительные концентрации паров кислот, щелочей, газов |
литейный двор доменного цеха; миксерное отделение сталеплавильного цеха; разливочный и печной пролеты мартеновского цеха; конвертерный цех; печной пролет электросталеплавильного цеха; пролет прокатного стана, ножницы, пилы, прессы горячей резки цеха горячего проката.
разливочная машина доменных цехов; низ мартеновской печи, склады скрапа, стрипперное отделение мартеновских цехов; печи непрерывного действия, адъюстажное отделение цехов горячего проката; пролет прокатного стана, агрегаты непрерывного травления, агрегаты резки цехов холодного проката листа; ножницы, пилы, прессы холодной резки цеха горячего проката
подбункерное помещение, скиповая яма доменных цехов; агрегаты непрерывного отжига, площадки устройств очистки металла, башенные печи, отделения отделки и упаковки цехов холодного проката листа; отделения изготовления форм и стержней 1-го класса, отделения вторичной обработки литья литейных цехов
цехи химических производств, гальванические цехи |
2,0
1,8
1,5
1,8 |
1,7
1,5
1,3
1,5 |
для ламп
n– количество ламп в одном светильнике, шт.;
- коэффициент использования светового
потока (таблица 1.3), зависящий от
геометрических параметров помещения
(индекс помещения
)
и отражательной способности потолка
и стен
(таблица 1.4).
Индекс помещения находим по формуле:
,
(3.7)
где A– длина помещения, м;
B– его ширина, м;
Hсв– высота подвеса светильников, м.
Если световой поток и тип лампы не
заданы, то формула (3.6) решается относительно
и по найденному значению светового
потока выбирается (таблица 3.5) ближайшая
стандартная лампа в пределах допусков
(–10-+20) %. Если такое приближение не
реализуется, то корректируется
рассматриваемое число светильников.
Суммарную мощность осветительных установок можно определить по формуле:
,
(3.8)
где:
- электрическая мощность одной лампы,
Вт;
- количество ламп в одном светильнике,
шт.
Количество светильников в практических расчетах рекомендуется определять по упрощенной формуле:
,
(3.9)
где
- количество светильников, шт;
– расстояние между светильниками, м;
– высота подвеса светильников, м;
– коэффициент наивыгоднейшего
расположения светильников, равный
отношениюL/Hсв.
Оптимальные
значения
для некоторых светильников см. в таблице
3.3.
Таблица 3.3 - Определение коэффициентов использования светового потока, η [2]
|
Светильник |
СЗ |
РСП |
ГСП |
НСП |
ЛСП |
ПВЛ | |||||||||||||||||
|
Лампа |
ДРЛ |
ДРЛ; МГЛ |
МГЛ; ДРЛ |
ЛН, ЛНГ |
ЛЛ |
ЛЛ | |||||||||||||||||
|
Оптимальные значения коэффициента
наивыгоднейшего расположения
светильников
|
0,8 |
0,9 |
1,2 |
1,5 |
1,4 |
1,4 | |||||||||||||||||
|
|
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,7 |
0,3 |
0,5 |
0,7 | |||||
|
|
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
0,1 |
0,3 |
0,5 | |||||
|
|
Коэффициент использования светового потока, η | ||||||||||||||||||||||
|
0,5 |
0,17 |
0,21 |
0,25 |
0,21 |
0,24 |
0,28 |
0,14 |
0,16 |
0,22 |
0,12 |
0,14 |
0,17 |
0,23 |
0,26 |
0,31 |
0,11 |
0,13 |
0,18 | |||||
|
0,6 |
0,23 |
0,27 |
0,31 |
0,25 |
0,28 |
0,34 |
0,19 |
0,21 |
0,27 |
0,16 |
0,18 |
0,21 |
0,30 |
0,33 |
0,37 |
0,14 |
0,17 |
0,23 | |||||
|
0,7 |
0,30 |
0,34 |
0,39 |
0,29 |
0,39 |
0,38 |
0,23 |
0,24 |
0,29 |
0,19 |
0,21 |
0,24 |
0,35 |
0,38 |
0,42 |
0,16 |
0,20 |
0,27 | |||||
|
0,8 |
0,34 |
0,38 |
0,44 |
0,33 |
0,36 |
0,42 |
0,25 |
0,26 |
0,33 |
0,21 |
0,24 |
0,26 |
0,39 |
0,41 |
0,45 |
0,19 |
0,23 |
0,29 | |||||
|
0,9 |
0,37 |
0,41 |
0,47 |
0,38 |
0,40 |
0,44 |
0,27 |
0,29 |
0,35 |
0,23 |
0,25 |
0,28 |
0,42 |
0,44 |
0,48 |
0,21 |
0,27 |
0,32 | |||||
|
1,0 |
0,39 |
0,43 |
0,49 |
0,40 |
0,42 |
0,47 |
0,29 |
0,31 |
0,37 |
0,25 |
0,27 |
0,29 |
0,44 |
0,46 |
0,49 |
0,23 |
0,28 |
0,34 | |||||
|
1,5 |
0,41 |
0,50 |
0,55 |
0,46 |
0,51 |
0,57 |
0,34 |
0,37 |
0,44 |
0,29 |
0,30 |
0,39 |
0,50 |
0,52 |
0,56 |
0,30 |
0,36 |
0,42 | |||||
|
2,0 |
0,51 |
0,55 |
0,60 |
0,54 |
0,58 |
0,62 |
0,38 |
0,41 |
0,48 |
0,32 |
0,33 |
0,35 |
0,55 |
0,57 |
0,60 |
0,35 |
0,40 |
0,46 | |||||
|
3,0 |
0,58 |
0,62 |
0,66 |
0,61 |
0,64 |
0,67 |
0,44 |
0,47 |
0,54 |
0,35 |
0,37 |
0,39 |
0,60 |
0,62 |
0,66 |
0,41 |
0,45 |
0,52 | |||||
|
4,0 |
0,62 |
0,66 |
0,70 |
0,64 |
0,67 |
0,70 |
0,46 |
0,50 |
0,59 |
0,37 |
0,39 |
0,41 |
0,63 |
0,65 |
0,68 |
0,44 |
0,48 |
0,54 | |||||
|
5,0 |
0,64 |
0,69 |
0,73 |
0,66 |
0,69 |
0,72 |
0,48 |
0,52 |
0,61 |
0,38 |
0,40 |
0,42 |
0,64 |
0,66 |
0,70 |
0,48 |
0,51 |
0,57 | |||||
Таблица 3.4 - Значения коэффициентов отражения потолка и стен [2]
|
Состояние потолка |
|
Состояние стен |
|
|
свежепобеленный |
0,70 |
свежепобеленные с окнами, закрытыми белыми шторами |
0,70 |
|
побеленный, в сырых помещениях |
0,50 |
свежепобеленные с окнами без штор |
0,50 |
|
чистый бетонный |
0,50 |
бетонные с окнами |
0,30 |
|
светлый деревянный (окрашенный) |
0,50 |
оклеенные светлыми обоями |
0,30 |
|
бетонный грязный |
0,30 |
грязные |
0,10 |
|
деревянный неокрашенный |
0,30 |
кирпичные неоштукатуренные |
0,10 |
|
грязный (кузницы, склады) |
0,10 |
с темными обоями |
0,10 |
Таблица 3.5 - Величина светового потока различных ламп [2]
|
Тип лампы |
Световой поток, лм |
Тип лампы |
Световой поток, лм |
|
Лампы накаливания общего назначения | |||
|
Б 215-225-40-1 |
430 |
Г 245-255-150 |
2060 |
|
Б 215-225-60-1 |
730 |
Г 245-255-200 |
2880 |
|
Б 215-225-75-1 |
960 |
Г 245-255-300 |
4780 |
|
Б 215-225-100-1 |
1380 |
Г 245-255-500 |
8250 |
|
Б 215-225-150-1 |
2220 |
КГ 110-500 |
13000 |
|
Б 215-225-200-1 |
3150 |
КГ 110-1000 |
27000 |
|
Б 230-240-100-1 |
1360 |
КГ 110-2000 |
53000 |
|
Б 230-240-100-1 |
3150 |
КГ 220-360 |
7500 |
|
Б 235-245-100-1 |
1360 |
КГ 220-500 |
14000 |
|
Б 235-245-150-1 |
2180 |
КГ 220-1000 |
26000 |
|
В 215-225-25 |
220 |
КГ 220-1500 |
33000 |
|
БК 220-230-100 |
1500 |
КГ 220-2000 |
54900 |
|
БК 220-230-150 |
2380 |
КГ 220-10000 |
260000 |
|
БК 230-240-100 |
1485 |
КГ 220-230-5000 |
110000 |
|
В 245-255-25 |
215 |
КГ 220-230-10000 |
220000 |
|
Галогенные лампы накаливания | |||
|
Г 215-225-300-2 |
4850 |
КГ 240-1000 |
22000 |
|
Г 215-225-500-1 |
8400 |
КГ 240-2000 |
44000 |
|
Г 215-225-750 |
13100 |
КГТД 220-1000 |
2500 |
|
Г 215-225-1000 |
18800 |
КГТО 220-2500 |
2650 |
|
Г 230-240-150 |
2065 |
КГТО 380-7500 |
3350 |
|
Г 230-240-200 |
2910 |
КГИ 12-100 |
220 |
|
Г 230-240-350 |
4800 |
КГИ 24-250 |
950 |
|
Г 230-240-500 |
8300 |
КГЭ 24-150 |
2600 |
|
Г 230-240-1000 |
18610 |
КГЭ 24-250 |
4000 |
|
Люминесцентные ртутные лампы низкого давления | |||
|
ЛЗ40 |
2300 |
ЛБ40 |
3000 |
|
ЛР40 |
1000 |
ЛД40 |
2300 |
|
ЛДЦ40 |
2100 |
ЛБ65 |
4600 |
|
ЛБР40 |
2700 |
ЛД65 |
3750 |
|
ЛГ40 |
1050 |
ЛБ80 |
5200 |
|
Газоразрядные лампы высокого давления, металлогалогенные и ДРЛ | |||
|
ДРИ 1000 |
90000 |
ДРИШ 4000 |
370 |
|
ДРИ 2000 |
170000 |
ДРЛ 50 |
1400 |
|
ДРИ 3000 |
320000 |
ДРЛ 80 |
3600 |
|
ДРИ 3500 |
300000 |
ДРЛ 125 |
5900 |
|
ДРИЗ 175 |
6200 |
ДРЛ 250 |
13500 |
|
ДРИЗ 250 |
13700 |
ДРЛ 400 |
2400 |
|
ДРИЗ 400 |
24000 |
ДРЛ 700 |
41000 |
|
ДРИЗ 700 |
45000 |
ДРЛ 1000 |
58000 |
Задача 3.1 Определить количество светильников и общую мощность осветительной установки, обеспечивающей необходимую освещенность в помещении, характеристика которого приведена в таблице 1.6. Определите схему размещения светильников в помещении.