Основы расчета электрического освещения

Основная задача расчета осветительной установки — определить число и мощность источников света, необходимых для обеспечения заданной освещенности. Перед светотехническим расчетом должны быть выбраны следующие параметры осветительной установки: нормированные освещенности, виды и система освещения, источник света, тип светильников и размещение их.

В результате расчета определяют требующийся световой поток светильников, по которому в справочных таблицах находят мощность источника света. Как правило, выбирают источник света со световым потоком, отличающимся от расчетного. Считается допустимым, если световой поток выбранного источника света отличается от расчетного не более чем на —10 или +20%. Если получают большее расхождение, изменяют число светильников, немного отклоняясь от наивыгоднейшего их расположения, чтобы добиться большего соответствия расчетного светового потока с потоком выбранного источника света.

В ряде случаев на практике возникает необходимость выполнить поверочный расчет, т. е. определять освещенность на рабочих поверхностях при известном расположении светильников и их мощности.

Все применяемые способы расчета освещенности основаны на формулах, связывающих освещенность с характеристиками светильников, ламп и помещения.

где Е — освещенность, лк; Ф —световой поток, лм; F— площадь освещаемой поверхности, м²; /" — сила света, кд; а —угол наклона угла света от источника к рабочей точке по отношению к вертикали, град; г— расстояние от источника до освещаемой точки.

Метод коэффициента использования основан на формуле.

Он позволяет обеспечить среднюю освещенность горизонтальной поверхности с учетом всех падающих на нее световых потоков как прямых, так и отраженных. Этот метод используют для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, а также для расчета наружного освещения.

Точечный метод основан на формуле.

Он позволяет обеспечить заданное распределение освещенности на как угодно расположенных рабочих поверхностях. Точечный метод расчета дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещенности в любой точке произвольно расположенной плоскости при любом расположении светильников, если отраженный от стен и потолка световой поток не имеет большого значения. Этот метод в основном применяют при расчетах: общего локализованного освещения; местного освещения; освещенности негоризонтальных плоскостей; наружного освещения.

Расчет освещенности точечным методом выполняют в следующем порядке:

1. На плане помещения с нанесенными на него светильниками выбирают контрольные точки.

2. В каждой контрольной точке вычисляют условную освещенность

где /_в,.— значения силы света светильника в направлении освещаемой точки, определяемые по кривой силы света данного светильника, кд; а|…а_л — углы между осями светильников и линией, соединяющей световой центр светильника с освещаемой точкой; Л —расчетная высота подвеса светильника, м.

Условную освещенность в заданной точке можно определить, используя справочные кривые пространственных изолюкс, имеющиеся практически для каждого типа светильника. График пространственных изолюкс представляет собой семейство кривых, являющихся геометрическим местом точек, имеющих равную горизонтальную освещенность. Такие графики для светильников с условной лампой со световым потоком 1000 лм строят в осях dw А, где d— расстояние в плане от проекции светильника до точки, в которой определяют освещенность; И — расчетная высота подвеса светильника. Для определения условной освещенности в точке находят ее положение на графике по известным координатам d и А. Если точка не попадает на одну из изолюкс, то освещенность в ней определяют путем интерполирования по линии, соединяющей точку с началом координат. Освещенность в точке, координаты которой выходят за пределы графика, можно определить имея в виду, что если обе координаты уменьшить в п раз, то освещенность увеличится в п² раз.

• 3. Из контрольных точек выбирают точку с наименьшей условной освещенностью — расчетную.
• 4. Выбирают коэффициент запаса к и коэффициент добавочной освещенности р.
• 5. По расчетной формуле (10.3) вычисляют значение требующегося светового потока лампы для светильника

где ?^_ин — нормированная освещенность, лк.

• 6. По определенному световому потоку, пользуясь справочной таблицей, находят мощность лампы.
• 7. Подсчитывают мощность осветительной установки.

Метод удельной мощности — самый простой метод расчета электрического освещения. Удельная мощность осветительной установки представляет собой частное от деления общей установленной мощности светильников на площадь освещаемого помещения /^д = Pycr/F. Значение потребной удельной мощности для обеспечения заданного уровня освещенности зависит от типа и мощности ламп, типа светильников, от характеристики освещаемого помещения, коэффициента запаса. На основе анализа этих факторов составлены таблицы значений Р_УЛ осветительных установок, выполненных на базе стандартных светильников с различными источниками света.

В этих таблицах значения Р_ул даны в зависимости от уровня нормированной освещенности, площади освещаемой поверхности и расчетной высоты подвеса светильников с учетом коэффициентов отражения потолка, стен, рабочей поверхности и при определенном коэффициенте запаса. Отношение расстояния между светильниками к высоте их подвеса l/h принимают близким к оптимальному. При составлении таблиц считали, что напряжение сети 220 В. При иных, чем указано в таблицах, напряжениях и коэффициентах запаса значения Р_уа должны быть пересчитаны.

Справочные таблицы составлены исходя из соотношения длины и ширины помещения А: В< 2,5. Для удлиненных помещений значения Р вычисляют для условной площади 2В² и они справедливы для всего помещения.

Расчет освещения методом удельной мощности выполняют следующим образом.

Определяют установленную мощность всех светильников в производственном помещении.

где F— площадь помещения по наружному обмеру.

Принимая по рекомендациям среднюю мощность ламп Р_ламп, находят число ламп в помещении.

Полученное число ламп распределяют равномерно на плане помещения.

Метод удельной мощности — приближенный, и применяют его только для расчета общего равномерного освещения. Значение удельной мощности — важный энергетический показатель осветительной установки, его используют для оценки экономичности принятых решений. Таблицы удельной мощности используют при ориентировочных расчетах с целью учета осветительной нагрузки, например при выборе мощности трансформаторной подстанции, а также для оценки результатов светотехнических расчетов, выполненных другими методами.