Расчет системы искусственного освещения

В зависимости от цели расчета при проектировании искусственного освещения приходится решать следующий ряд вопросов:

1. Выбрать или определить типы ламп и светильников. Для освещения предприятий службы быта следует применять газоразрядные лампы. Применение ламп накаливания целесообразно при температуре воздуха ниже 10 ^оС и падении напряжения в сети более 10% от номинального.

Выбор светильника должен производится с учетом его крепления, подвода электроэнергии, защиты от механических повреждений, взрыво- и пожароопасности (открытые, закрытые, пылевлагонепроницаемые, взрывоопасные, взрывозащищенные светильники).

2. Выбрать систему освещения. Наиболее экономичной является система комбинированного освещения, так как она создает наиболее равномерное светораспределение.

При комбинированном освещении доля общего освещения в нем не должна быть меньше 10%.

3. Выбрать расположение светильников и определить их количество. Светильники, расположенные симметрично вдоль или поперек помещения, в шахматном порядке, рядами, ромбовидно, обеспечивают равномерное по площади освещение. Локализованное неравномерное размещение светильников производят с учетом местонахождения ПЭВМ, оборудования и т.д.

Экспериментально установлено, что наибольшая равномерность достигается:

· При шахматном расположении, если ;

· При расположении прямоугольником, если ,

где r – расстояние между светильниками; H p – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью:

H p = H – h _c – h _р.м., (7.1)

где H – высота помещения, м; h c – высота подвеса светильника, м; h р.м. – высота рабочего места (h р.м. = 0,8 м), м.

Оптимальное расстояние от крайнего ряда светильников до стены: .

При отсутствии рабочих поверхностей у стены: .

Для исключения слепящего действия светильников общего освещения должно выполняться правило м при мощности ламп P л ≤ 200 Вт. Необходимое число светильников при расположении квадратом составляет:

, (7.2)

где S – площадь помещения, м²; r – длина стороны квадрата, м.

4. Определить нормируемую освещенность рабочего места по минимальному размеру объекта различия, фону, контрасту объекта с фоном в системе освещения.

Для расчета искусственного освещения используют три метода:

· Метод светового потока для общего равномерного освещения горизонтальной рабочей поверхности.

· Точечный метод для любой системы освещения.

· Метод удельной мощности для ориентировочных расчетов общего равномерного освещения.

Световой поток определяется по формуле:

, (7.3)

где F _л – световой поток лампы, лк; Е _н – нормированная освещенность, лк; S – площадь освещаемого помещения, м²; K – коэффициент запаса (в соответствии со СНиП 23-05-95 для люминесцентных ламп производственных цехов предприятий службы быта ; для остальных помещений K = 1,5); Z – коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности к минимальной; N – число ламп; η – коэффициент использования светового потока, равный отношению потока, падающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп.

Коэффициент использования светового потока η зависит от к.п.д. светильника, коэффициента отражения потолка (ρ _п), стен (ρ _с), величины показателя помещения i, учитывающего геометрические параметры помещения, высоту подвеса светильника (H _p):

, (7.4)

где a и b – ширина и длина помещения, м.

При длине рабочего помещения a = 10 м, ширине b = 8 м и высоте H = 3 м, потребуется следующее освещение:

Е н = 300 лк

F л = 5383 лм – световой поток 1 лампы

Тогда . Следовательно, η = 0,41.

Число ламп равно , что при использовании светильников с использованием одной лампы потребует использования 19 светильников.

Расстояние между двумя светильниками составит: r = 1,5 (3,6 – 0,1 – 0,8) = 4 м.

Расстояние от стены до светильников: r _к = 0,25 ∙ 4 = 1 м.

Следовательно, светильники следует расположить в три ряда по шесть светильников (рисунок 7.1).

Рисунок 5.1. Схема освещения помещения

При этом отклонение от расчетного светового потока на (18-19)/18= -0,05% (допустимым является 20% отклонение).

Таким образом, в проекте используются 18 светильников с высотой подвеса 0,1 м и, соответственно, 18 люминесцентных ламп ЛБ-80 со световым потоком 5383 лм и световой отдачей 65,3 лм/Вт.

Расчёт системы искусственного освещения в программе DIALux:

лампы BASE LED 1200x600 выбраны из каталога офисных ламп базы «Световых технологий» (рис. 5.2.).

Рисунок 5.2. Ведомость светильников

В помещении расположено три рабочих места, состоящих из компьютера, двух мониторов, офисного стола с тумбочкой и стула. Кроме того на стенах установлено два стеллажа, рядом с которыми стоит стол с принтером. Также имеется шкаф, флипчарт и большой стеллаж. Кроме того в помещении расставлены пять стульев. Схема показана на рис. 5.3.

Рисунок 5.3. Элементы помещения

Создано две схемы освещения: день (прямой солнечный свет из окна, светильники задействованы на 75%) и ночь (отсутствие света из окна, светильники задействованы на 100%).

Рисунок 5.4. Схема освещения «День», резюме

На рисунке 5.5. показана 3D-визуализация схемы освещения «День».

Рисунок 5.5. 3D-визуализация схемы освещения «День»

На рисунке 5.6. показан график значений светового потока для рабочей плоскости при схеме освещения «День». На рисунке видно, что превышение допустимых значений (>500 лк) наблюдается только около окна, а в местах расположения работников значения светового потока находятся в районе 105-312 лк.

Рисунок 5.6. График значений светового потока для рабочей плоскости, схема «День»

Далее аналогично рассмотрены параметры схемы освещения «Ночь».

Рисунок 5.7. Схема освещения «Ночь», резюме

На рисунке 5.8. показана 3D-визуализация схемы освещения «Ночь».

Рисунок 5.8. 3D-визуализация схемы освещения «Ночь»

На рисунке 5.9. показан график значений светового потока для рабочей плоскости при схеме освещения «Ночь». Превышения допустимых значений светового потока не наблюдается.