Методы расчета искусственного освещения
Существуют различные методы расчета искусственного освещения, которые можно свести к трем основным: точечному и методу коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности.
Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Отраженная составляющая освещенности в этом методе учитывается приближенно. Точечным методом рассчитывается общее локализованное освещение, а также общее равномерное освещение при наличии существенных затенений.
Наиболее распространенным в проектной практике является метод расчета искусственного освещения по методу коэффициента использования светового потока.
Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света
где Фр — световой поток, падающий на расчетную плоскость; Фл — световой поток источника света; n — число источников света.
Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой — соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.
Метод удельной мощности применяется для предварительного определения мощности установленной осветительной установки или для ориентировочной оценки правильности выполненного расчета. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещенности при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.
Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности
Удельная мощность — отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м2).
Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.
Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.
Мощность общей лампы определяют:
Где w — удельная мощность общего равномерного освещения,
S — площадь помещения,
N — число светильников.
Расчеты со светодиодными светильниками рекомендуется производить точечным методом, в европейской программе «Dialux».
Главное усовершенствование DIALux затрагивает UGR расчет.
UGR (Unified Glare Rating) — обобщенный показатель дискомфорта, коэффициент ослепления.
DIALux может вычислять следующие UGR результаты:
- UGR таблицы для всех светильников с прямым освещением согласно стандарта CIE (Международной комиссии по освещению), CIBSE TM10 или NB.
- Вывод результата «одним листом» и резюме «стандартной комнаты» (прямоугольная, без мебели, только один тип светильника) показывают четыре стандартных UGR значения для левой и нижней стен, при просмотре вдоль и поперек оси светильника. Результат сохраняет ручной расчет с помощью стандартной таблицы.
- Вы можете разместить UGR наблюдателей на рабочих местах, чтобы получить значения UGR в зависимости от
- a. позиции и направления взгляда
- b. всех использованных светильников
- c. позиции и поворота светильников
- d. затенения и отражения
- С помощью UGR расчетных поверхностей Вы получаете распределение значений UGR по площади. Расчет сопоставим с расчетом UGR наблюдателей. В результатах перечисляется информация о локальных проблемах ослепления на произвольных местах в комнате.
Источник
Расчет освещения по удельной мощности
2015-05-26
16424
Метод расчета освещенности но удельной мощности является одним из упрощенных вариантов расчета освещенности с применением коэф-фициента использования.
Удельная мощность осветительной установки определяется : (12)
где РЛ — мощность одной лампы, Вт;
F— площадь, освещаемого помещения, м 2 .
Приняв удельную мощность в соответствии с заданными условиями, можно определить расчетное значение требуемой мощности одной лампы:
( 13)
по которому выбирается лампа ближайшей стандартной мощности.
В табл. 3.1-3.10 приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС [2].
Расчет по методу удельной мощности допускается производить только для общего равномерного освещения при отсутствии крупных затенений и в пределах тех данных, для которых составлены таблицы. При пользовании ими следует учитывать следующие особенности:
♦ если значение освещенности и коэффициента запаса, принятых для расчета, отличаются от указанных в таблице, следует произвести пропорциональный перерасчет значения удельной мощности;
♦ если значения коэффициентов отражения поверхностей помещения отличаются от принятых в таблице (помещения более темные или более светлые), допускается соответственно увеличить или уменьшить удельную мощность на 10 %;
♦ значения удельной мощности для ламп накаливания указаны для напряжения 220 В;
♦ в таблицах указаны значения удельной мощности для КПД светильника 100 %; для получения значения удельной мощности при меньшем КПД следует табличное значение разделить на выраженный в долях единицы КПД светильника;
♦ при использовании для освещения помещения энергоэкономичных люминесцентных ламп мощностью 36 Вт допускается определять удельную мощность по таблице для стандартных люминесцентных ламп мощностью 40 Вт.
Перерасчет удельных мощностей с учетом фактических исходных данных можно производить по выражению (12.5 [1]).
Табл. 3.1-3.10 рассчитывались для светильников прямого света при отношении расстояний между ними или между их рядами к высоте подвеса L/Hp = 0,4 для КСС типов Г-3, К-1, К-2;
L/Hp = 1,0 для КСС типов Д-3, Г-1, Г-2;
L/Hp =1,5 для КСС типов Д-1, Д-2, а также при полном совпадении данных, для которых составлены эти таблицы [1].Более подробные таблицы указаны в технической литературе [1].
Расчет освещенности по методу удельной мощности осуществляется в следующем порядке: для освещаемого помещения определяются значения расчетной высоты Н, тип и число светильников, нормируемой освещенности. По соответствующей таблице находится значение удельной мощности, далее по формуле (13) принимается расчетное значение мощности одной лампы и подбирается лампа ближайшей стандартной мощности. Если расчетная мощность лампы оказывается большей, чем допускается в принятых светильниках, следует увеличить число светильников.
Таблица 3.2
Источник
РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК МЕТОДАМИ КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА И УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
Цель занятия
Ознакомиться с последовательностью рассмотрения вопросов и получить практические навыки расчета осветительных установок методами коэффициента использования светового потока и удельной мощности.
Теоретические положения
Определение мощности лампы
Мощность лампы, которую необходимо установить в выбранный светильник, определяется светотехническим расчётом освещенности.
1. Метод коэффициента использования светового потока осветительной установки.
Данный метод применяется для расчёта общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, равновеликих к полу, при светильниках любого типа.
Потребный поток ламп в каждом светильнике находится по формуле:
где Ен — нормируемое значение освещенности, лк; Кз — коэффициент запаса; S — освещаемая площадь, м; z = Еср/Емин; Еср, Емин — среднее и минимальное значения освещенности, лк; N — число светильников; N=na×nв, UОУ — коэффициент использования светового потока.
Коэффициент z характеризует неравномерность освещения. В наибольшей степени z зависит от отношения расстояния между светильниками к расчётной высоте (L/h). При L/h, не превышающем рекомендуемых значений (L£0,5h), принимается z=1,15 для ЛН и ДРЛ и z = 1,10 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения полагается z=1,0; при расчёте на среднюю освещенность z не учитывается.
Под коэффициентом использования светового потока UОУ понимают отношение светового потока, падающего на расчётную плоскость, к световому потоку источников света. Коэффициент UОУ зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещениях; от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей; от отражающих свойств рабочей поверхности.
Соотношение размеров освещаемого помещения и высоты подвеса светильников в нем характеризуется индексом помещения.
где — длина помещения, м; — его ширина; h — расчётная высота подвеса светильников.
Коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка rп и стен rс — оцениваются с помощью таблицы П.3.30. Коэффициент отражения расчётной поверхности или пола в большинстве случаев принимается rр = 0,1.
По найденным значениям индекса помещения iп и коэффициентов отражения rп, rс и rр для выбранного типа светильников определяется коэффициент использования светового потока UОУ. Значения коэффициентов использования светового потока для светильников с типовыми КСС приведены в табл. П3.29.
Порядок расчёта электрического освещения методом коэффициента использования следующий: 1) определяется h, тип и число светильников N в помещении, как указывалось выше; 2) по таблицам находятся коэффициент запаса Кз; поправочный коэффициент z; нормированная освещенность Ен; 3) вычисляется индекс помещения iп по формуле 3.2.; 4) определяется коэффициент использования светового потока ламп UОУ; 5) по формуле 3.1. находится необходимый поток ламп в одном светильнике; 6) выбирается лампа с близким по величине световым потоком.
Световой поток светильника при выбранных лампах не должен отличаться от Фл больше чем на величину (-10 ¸ +20)%. Должно выполняться следующее условие: £ . При невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников N либо высота подвеса светильников h.
Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
1. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых световой поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников.
2. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников.
3. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами l между светильниками.
Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических соображений выбирается наилучший.
Рекомендуется, чтобы l не превышала 0,5 расчётной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
При заданном потоке ряда светильников Фл формула (3.1) решается относительно N.
Пример 3.1. В помещении площадью 200 м 2 и с индексом iп=1,25 светильниками типа НПП 05-100 требуется обеспечить Ен=30лк при Кз=1,3. Задано rп=50%, rс = 30%, rр=10%, z=1,15.
По таблице 5.9. данный тип светильника имеет КСС типа М. По таблице П.3.29. для iп = 1,25 и КСС типа М определяется коэффициент UОУ=45%=0,45.
В светильнике применена лампа типа БК215-225-100 с Фл=1500 лм. (см. табл. П3.1.)
Необходимое число светильников может быть определено в соответствии с формулой :
в данном случае:
Пример 3.2. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛСПО2 (КСС типа Д-2) с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е = 300 лк при Кз=1,5. В таблице П3.29 этим условиям соответствует UОУ=0,52. Поток ламп одного ряда
Если применить светильники с лампами типа ЛБ-40 2х40 Вт (с общим потоком 6400 лм), то в ряду необходимо установить 63 460:6400»11 светильников: если же светильники с лампами типа ЛБ-65 2х65 Вт (с потоком 9600 лм), в ряду необходимы 6 светильников. Так как длина помещения не менее 20 м, то в обоих случаях светильники вмещаются в один ряд. Некоторые преимущества имеет первый вариант, при котором разрывы между светильниками меньше.
2. Метод удельной мощности
Этот метод является упрощением метода коэффициента использования светового потока. Метод рекомендуется для расчёта электрического освещения второстепенных помещений, а также для расчёта осветительной нагрузки, когда расчёт освещения не входит в задание проекта.
Удельной мощностью называют частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м 2 )
где Рл — мощность одной лампы, Вт; N — число ламп; S — площадь помещения, м 2 .
В таблице П3.33¸41 приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого света с типовыми КСС.
Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования.
Таблицами удельной мощности необходимо пользоваться в пределах данных, для которых они составлены.
К учитываемым параметрам относятся:
1. тип КСС светильника,
2. нормируемая освещенность,
3. коэффициент запаса. Если коэффициент запаса, принятый для расчёта, отличается от указанных в таблице, то допускается пропорциональный перерасчёт удельной мощности,
4. коэффициент отражения ограждающих поверхностей помещения. При более светлых или более темных поверхностях допускается соответственно уменьшать или увеличивать на 10 % удельной мощность,
5. расчётная высота,
6. площадь помещения,
7. коэффициент z,
8. напряжение лампы накаливания,
(Табличные значения удельной мощности для ЛН соответствуют напряжению 220 В; при напряжении 127 В значение удельной мощности, взятое из таблиц, должно быть умножено на 0,86)
9. КПД светильников. В таблицах приведены мощности W для условного КПД = 100%; расчётное значение W для освещенности 100 лк от реально применяемых светильников определяется делением табличного значения W100% на выраженный в долях единицы КПД светильников.
10. коэффициент использования.
Необходимо отметить прямую пропорциональность между Е и W для люминесцентных ламп. Приводимые в таблицах W для Е=100 лк изменяются пропорционально при рассчитываемых Ен.
Таблицы П3.33¸41 рассчитывались для светильников прямого света при отношении расстояний между ними или между их рядами к высоте подвеса L:h=0,4 для КСС типов Г-3, К-1, К-2; L:h=1,0 для КСС типов Д-3, Г-1, Г-2 и L:h=1,5 для КСС типов Д-1, Д-2, а также при полном совпадении данных, для которых составлены эти таблицы.
Порядок расчёта по удельной мощности при лампах накаливания и лампах типа ДРЛ:
1) определяется h, тип и число светильников N в помещении;
2) по таблицам находится нормированная освещенность для данного вида помещений Ен;
3) по соответствующей таблице находится удельная мощность W;
4) определяется мощность лампы по формуле:
и подбирается ближайшая стандартная лампа.
Если расчётная мощность лампы оказывается большей, чем в принятых светильниках, следует определить необходимое число светильников, приняв мощность лампы, приемлемую для данного светильника.
При люминесцентных лампах сохраняется прежний порядок расчёта освещения помещений, включая определение числа рядов светильников N и спектрального типа лампы; по соответствующей таблице находится удельная мощность W для ламп данной мощности или нескольких возможных к применению мощностей; для тех же ламп определяется необходимое число светильников в ряду:
и осуществляется компоновка ряда, как рассмотрено выше.
ПримерВ помещении площадью S = х = 16 х 10 = 160 м 2 с rп=0,5; rс=0,3; rр=0,1 на расчётной высоте h=3,2 м предполагается установить светильники типа ЛСПО2-2 Х 40-10 (КСС типа Д-3, КПД=60%) с ЛЛ типа ЛБ. Определить число светильников, необходимое для создания освещенности Е=300 лк при коэффициенте запаса Кз = 1,8 и коэффициенте неравномерности z=1,1.
По таблице П3.39 находится W100% = 2,9 Вт/м 2 . Но так как в таблице Е=100 лк; Кз=1,5 и КПД=100%, пропорциональным перерасчётом определяется значение:
Таким образом, предусматривается 3 ряда по 12 светильников в каждом.
Задача 3
Для помещения определить нормируемую освещенность, коэффициент запаса, количество, тип и мощность применяемых источников света, установленную мощность осветительной установки.
Исходные данные для решения задачи принять по таблице 3.1. в соответствии с заданным вариантом. Задачу решить:
а) методом коэффициента использования светового потока;
Источник