Цель работы: освоить методы расчета освещения, методику замера освещенности и коэффициентов отражения поверхностей.
Задание на исследование: В соответствии с номером бригады по рис. 10.1. выбирается контрольная точка, для которой выполняются необходимые расчеты и замеры.
Объектом исследования является учебная аудитория № 224, в которой
установлены двухламповые светильники типа ЛП002 с лампами ЛД-40.
Коэффициенты отражения поверхностей в данном помещении принимаются: ρп=0,7; ρс=0,5; ρр=0,1.
Программа и методика исследования:
1. Выписать характеристики светильников и ламп из каталогов [1, 2, 3]
в таблицу 0.1. (в работе используются, люксметр, тубус, линейка).
2. Вычислить суммарный поток осветительной установки:
∑Фл = Фл ∙ nл ∙ N, где Фл - табличное значение потока одной лампы:
N - число светильников в помещении, n - количество ламп в
светильнике. Определить суммарный поток от первого ряда ∑Фл1, и
от второго ∑Фл2.
3. Рассчитать среднюю теоретическую освещенность помещения, ис-
пользуя метод коэффициента использования осветительной установки.
где S=a∙b - площадь помещения, м2
Кз - коэффициент запаса. Принимается для л.л. 1,5.
Z - коэффициент неравномерности освещения.
Принимается для линейных источников Z=l,2.
Uо.у. - коэффициент использования светового потока осветительной
установки, определяемый по П.IV [3] в зависимости от типа
светильника, коэффициента отражения стен, потолка и пола
ρc; ρп; ρр и индекса помещения, вычисляемого по формуле;
а и b - размеры помещения в плане;
h - расчетная высота;
h=h0 - hсв - hp
h0 - высота помещения;
hсв - высота свеса светильников (0,0÷0,2 для потолочных светильников)
hp- высота рабочей поверхности над полом
hp=0,8 м (в данном помещении рабочей поверхностью является поверхность стола).
Определить Uо.у.ρ=0 - коэффициент использования осветительной установки при отсутствии отражающих поверхностей (черная комната).
Вычислить μ0 - коэффициент, учитывающий отраженную составляющую освещенности:
Для допуска к выполнению экспериментальной части работы заполнить строку «теоретическая» таблицы 10.1 и привести расчеты величин, приведенных в данной таблице.
4. Выполнить расчет точечным методом от линейного источника. Целью расчета является определение прямых составляющих освещения в
контрольной точке от первого ряда Екпр1 и второго Екпр2.
Рис. 10.1. план помещения с расположением контрольных точек.
Рис. 10.2 Общий вид помещения с расположением светильников.
где Lл - длина лампы,
nл - число ламп в светильнике,
ε- относительная условная освещенность, определяемая по графикам
линейных изолюкс построенных в координатах L’ и р’, при этом
;
где L0 - длина светящей линии;
р - расстояние от торца светящей линии до контрольной точки в
плане по перпендикуляру.
В случае, если контрольная точка находится не против торца лампы, расчет ведется следующим образом:
a)Контрольная точка проецируется на линию. В этом случае линию разрывают на две части так, чтобы торцы каждой части линии оказались против точки. Найдя L’1 и L’2, по изолюксам находят ε1 и ε2, затем их складывают: ε= ε1 +ε2
b)Контрольная точка не проецируется на линию В этом случае условно её продолжают так, чтобы точка оказалась против торца линии, и находят L’1 и L’2 = L’1 — L’0, где L’1 - полная длина линии (с условной частью). Далее по изолюксам определяют ε1 и ε2. Фактическая освещенность является разностью: ε= ε1 –ε2
Вычислить суммарную расчетную прямую составляющую освещенности:
∑Eкпр = Eкпр1+Eкпр2 и отраженную составляющую: Eотр = Eср - ∑Eкпр.
5. Определить табличное значение удельной мощности W, пользуясь
справочным материалом.
6. Перед измерением освещенности для заполнения строки «экспериментальная» таблицы 10.1 необходимо ознакомиться с конструкцией люксметра (консультация преподавателя). Замерить освещенности в точках 1’÷5', определить Eср, и значение внести в таблицу 10.1.
По известным Еср и Еmin определить экспериментальный коэффициент неравномерности освещения.
В заданной контрольной точке при помощи тубуса (установить тубус на фотоэлемент люксметра в направлении ряда светильников), зафиксировать максимальное значение освещенности.
Записать в таблицу значения Екпр1 и Екпр2.
Таблица 10.1. Результаты расчетов и измерений
Величина | Ек.полн | Еср | Екпр1 | Екпр2 | ∑Ек.пр | Ек.отр | Uо.у | μ0 | W | Z | Кз |
Единица измерения | лк | лк | лк | лк | лк | лк | - | - | - | - | |
Опытная (эксперимент) | - | ||||||||||
Расчетная (теоретическая) | - | ||||||||||
Расхождение, % |
Определить в данной точке полную освещенность (замер выполнить без тубуса установив фотоэлемент горизонтально на уровне стола). Вычислить отраженную составляющую:
7. Вычислить коэффициент добавочной освещенности экспериментальный.
8. Экспериментальное значение коэффициента использования осветительной установки можно вычислить по формуле:
9. Определить из опыта удельную мощность:
10. Измерить коэффициенты отражения всех поверхностей
Коэффициентом отражения светового потока поверхности называют
отношение светового потока Fr, отраженного поверхностью, к световому потоку F, падающему на поверхность:
Значение падающего потока легко найти по освещенности и площади
освещаемой поверхности. Определить отраженный поток, не применяя специальные устройства и приборы, практически нельзя. Поэтому здесь рассмотрена упрощенная методика определения коэффициента отражения при помощи люксметра, позволяющая получить результат с погрешностью ±10 %. Сущность методики состоит в следующем.
При нахождении коэффициента отражения отношение световых
потоков можно заменить отношением освещенности Еотр, которую создает отраженный поверхностью поток в непосредственной от нее близости, к освещенности Е поверхности, создаваемой падающим на нее
потоком:
(96)
Такая методика возможна, если площадь исследуемой поверхности
значительно превышает площадь фотоэлемента люксметра, равномерно
освещена и есть рассеянное отражение. В этом случае, расположив фотоэлемент на исследуемой поверхности, измеряют ее освещенность
(рис.10.3), которая может создаваться как естественными, так и искусственными, как однотипными, так и разнотипными источниками.
Затем фотоэлемент обращают светочувствительным слоем к поверхности и располагают его на расстоянии 20...30 см от нее в параллельной плоскости. Плавно удаляя и приближая фотоэлемент к поверхности, фиксируют наибольшее показание люксметра. Это и будет освещенность Еотр, создаваемая отраженным потоком. Отношение измеренных освещенностей и есть коэффициент отражения.
Результаты внести в табл. 10.2.
Рис.10.3. Расположение фотоэлемента люксметра при определении коэффициента отражения поверхности:
а - измерение освещенности от падающего потока; б - измерение освещенности от отраженного потока
Таблица 10.2. Определение коэффициентов отражения поверхностей.
Поверхность | Характер покрытия | Площадь (м2) | Епад, (лк) | Еотр, (лк) | ρ, % | ρср |
Потолок | - | |||||
Стены Шкафы Доска Окна | ||||||
Пол | - |
Значение среднего коэффициента отражения всех поверхностей определяется по формуле:
где ρn, ρс, ρр - коэффициенты отражения потолка, стен, пола соответственно.
Sn, Sc, Sp - соответственно их площади.
11. Определить коэффициент снижения потока светового прибора:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11