МЕТОДЫ РАСЧЕТА СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ УСТАНОВОК НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Рис. 120. Схема отсчета углов при расположении светильника а - над освещаемой полосой; б - вне освещаемой полосы 10.83. Среднюю горизонтальную освещенность и среднюю яркость дорожного покрытия рекомендуется рассчитывать с применением коэффициентов использования светового потока источников света по освещенности или яркости дорожного покрытия по следующим формулам: ; (116) , (117) где d ф - шаг светильников, м; b у - ширина проезжей части улицы или дороги, м; К з - коэффициент запаса, равный 1,5 для газоразрядных источников света, 1,3 - для ламп накаливания; М - число рядов светильников вдоль освещаемой полосы (каждый ряд должен состоять из однотипных светильников); Ф л i - световой поток ламп светильника i -го ряда; mi - число светильников на одной опоре, относящихся к i -му ряду; uEi и uLi - коэффициенты использования светового потока источников света в светильниках i -ого ряда соответственно по освещенности и яркости; uE и uL для данного ряда светильников определяются в зависимости от взаиморасположения этого ряда и освещаемой полосы по формулам: при расположении ряда светильников над освещаемой полосой (рис. 120, а) для освещенности: uE = u'E 1+ u''E 2; (118) для яркости: uL = u'L 1+ u''L 2; (119) Таблица 93
Таблица 94
при расположении ряда светильников вне освещаемой полосы (рис. 120, б) для освещенности: uE = u'E 1+ u'E 2; (120) для яркости: uL = u'L 1+ u'L 2, (121) где u'E 1 - значение коэффициента использования по освещенности для данного типа светильников в направлении b=0° при отношении ширины освещаемой части улицы или дороги к высоте установки светильников, равном b 1y/ h св; u'E 2 - то же, в направлении b=0° при отношении b 2y/ h св; u''E 2 - то же, в направлении b=180° при отношении b 2y/ h св; u'L 1 - значения коэффициента использования светового потока источников света по яркости для данного типа светильников в направлении b=0° при отношении ширины освещаемой части улицы к высоте установки светильников, равном b 1y/ h св; u'L 2 - то же, в направлении b=0° при отношении b 2y/ h св; u''L 2 - то же, в направлении b=180° при отношении b 2y/ h св. Значения uE и ul для типовых светильников, производство которых освоено отечественной промышленностью, представлены в табл. 93 и 94 соответственно. В случае применения светильника, не включенного в табл. 93 или 94, uE * и ul определяются следующим образом: ___________ * Значения ue при j=0° для новых отечественных светильников даются заводами-изготовителями при проведении аттестации светильников. ; (122) , (123) где I a i b j - сила света светильника в направлении aiср, b j, aiср=(a i -1+a i)/2, b j =90°-[Db(j -1)+Db/2] (меридиональная плоскость b=0° направлена в сторону проезжей части перпендикулярно оси дороги); Dw ij - телесный угол, опирающийся на площадку j -ого элемента i -й зоны для Db=10° Dw ij =w i /36, где телесный угол i -й зоны w i =2p(cosa i -1-cosa i); rij - коэффициент яркости дорожного покрытия средней точки j -ого элемента i -й зоны, характеризуемой параметрами aiср и (b у/ h св) ij; rij определяется по кривым r= f (a, b у/ h св) табл. 88, 89 соответственно для гладкого и шероховатого асфальтобетона; (b y/ h св) ij =ctga i cpcosb j. (124) Следует иметь в виду, что при наклоне светильников изменяется доля светового потока, падающего на дорогу. Поэтому при расчете коэффициентов использования светильников, расположенных наклонно под углом j к горизонту, необходимо учитывать наклон под углом j всего фотометрического тела, образованного векторами сил света светильника. Так, при наклоне светильника под углом j в рассматриваемую точку будут падать лучи, характеризуемые углами aj и bj, которые связаны с углами a и j следующими соотношениями: aj=arccos(sina cosb sinj+cosa cosj); (125) bj=arcsin(sina sinb/sinaj). (126) По углам aj и bj определяются силы света светильника в направлении к рассматриваемой точке. Коэффициенты яркости выбираются с учетом угла a, а не aj. 10.84. Равномерность распределения горизонтальной освещенности и ярких дорожных покрытий определяются отношениями: (127) или L макс/ L мин, (128) где Е г.макс - максимальное значение горизонтальной освещенности на участке дороги db; - средняя горизонтальная освещенность на участке дороги d ф b у; Значения E г.макс, L макс и L мин определяются точечным методом из совокупности значений распределений освещенности и яркости дорожного покрытия на участке дороги d ф b у (рис. 121). Распределение освещенности и яркости дорожного покрытия на участке d ф b у определяется путем расчета Е г и L в отдельных равномерно расположенных точках покрытия (с шагом не свыше 5 м) рекомендуется производить такие расчеты с использованием ЭВМ*. _____________ * Для расчета распределения яркости дорожного покрытия в ЦНИИЭП инженерного оборудования разработана программа «Ряд» для ЭВМ ЕС 1033 на языке «PLI» в ДОС (адрес: 117279, Москва, Профсоюзная ул., 93а). В ЭВМ в виде массивов чисел (таблиц) вводятся данные по светораспределению светильников и отражательным характеристикам дорожного покрытия, а также следующие параметры, м: ширина проезжей части дороги (улицы) b у, шаг установки светильников d фи высота их подвеса h св. Рис. 121. К расчету параметров ОУ улицы точечным методом K 1 -K 4 - номера светильников; D b - ширина элементарного участка; D d - то же, длина; D A - элементарный участок Горизонтальная освещенность Е г i лк, и яркость Li, кд/м2, в i -й точке дорожного покрытия, характеризуемой координатами хi и yi, равны: ; (129) , (130) где К - число светильников, учитываемых в расчете относительно i -й точки; D Е г ij - горизонтальная освещенность в i -й точке, создаваемая j -м светильником, лк; D Lij - яркость в i -й точке, создаваемая j -м светильником, кд/м2; D E г j =(Iij cos3a ij)/ h св2; (131) D Lij =(Iijrij cos3a ij)/(p h св2); (132) Iij - сила света j -го светильника в направлении i -й точки, кд; a ij - угол падения лучей в i -ю точку от j -го светильника, град; rij - коэффициент яркости дорожного покрытия в направлении наблюдателя при действии j -го светильника в i -ю точку. Светораспределение светильника I = f (a, b) представляется при расчетах в виде двухмерного массива чисел с определенным шагом по a и b, а круглосимметричное светораспределение I = f (a) - в виде одномерного массива чисел. Отражательные характеристики покрытий представляются в виде двухмерного массива r=f (a, b) или как r = f (a, b у/ h св) с соответствующими шагами по a и b или (b у/ h cв). Угловые координатыa, b, i -й точки относительно j -го светильника определяются следующим образом: ; (133) b ij =/arctg[((j -1) d ф/ h св- xi)/ yi ]/. (134) Значения силы света Iij светильников, действующих в направлении наблюдателя, и коэффициенты яркости rij для соответствующих углов a ij, b ij; определяют линейной интерполяцией. Значения силы света светильников, действующих в направлении, противоположном наблюдателю, учитываются с коэффициентом яркости r =0,1. Коэффициенты яркости гладких асфальтобетонных покрытий приведены в табл. 88, а шероховатых - в табл. 89. Результаты расчета сводятся в таблицы значений освещенности и яркости в отдельных равномерно расположенных точках участка дороги площадью d ф b y. Значения средней горизонтальной освещенности и средней яркости этого участка определяются как среднее арифметическое Е г и L в отдельных точках. Расчеты горизонтальной освещенности и яркости дорожных покрытий от наклонно расположенных (консольных) светильников должны проводиться с учетом угла их наклона к горизонту в соответствии с п. 10.83 настоящего Пособия. 10.85. Методика расчета показателя ослепленности. Показатель ослепленности Р определяется по формуле P=C l CL 570bS/ K з L н, (135) где С l - коэффициент неэквивалентности, равный для ламп накаливания - 1,0; для люминесцентных ламп и типа ДРЛ - 1,3; для ламп типа ДРИ - 1,1; для натриевых ламп высокого давления - 0,9; CL - коэффициент, зависящий от яркости фона, определяемый по графику рис. 122; bS - суммарная яркость вуалирующей пелены, кд/м2; ; (136) М - число рядов светильников; b i - яркость вуалирующей пелены, создаваемая i -м рядом светильников. Яркость вуалирующей пелены от каждого ряда светильников определяется для наблюдателя, находящегося на продольной линии посредине проезжей части данного направления движения, и рассчитывается по формуле b ij = m [0,88 (I 75°) i +0,82 (I 80°) i +2,1(I 85°) i +l,55(I 90°) i ]/3300[(h св- h')2+D bi 2], (137) где h' - высота глаз наблюдателя над уровнем проезжей части, принимаемая равной 1,5 м; D bi - расстояние между линией i -го ряда светильников и средней продольной линией проезжей части данного направления движения, м; I 75° I 80° I 85° I 90° - сила света светильников i -го ряда в плоскости b=90° соответственно под углами a, равными 75°, 80°, 85° и 90°, кд; т - число светильников опоры, относящихся к i -му ряду. Рис. 122. График зависимости коэффициента СL от средней яркости дорожного покрытия для расчета показателя ослепленности 10.86. Необходимое число опор n оп, располагаемых равномерно по периметру больших площадей, рассчитывается по формуле n оп= Е н А ос К з/ u Емакс Ф л m, (138) где u Емакс - максимальный коэффициент использования по освещенности для данного типа светильников в направлении b=0°, принимаемый в расчетах для b' 1/ h св=4,0; А ос - освещаемая площадь, м2; b' 1 - ширина освещаемой площади, м. Среднее расстояние (шаг) между опорами определяется как отношение длины периметра к числу опор. При расчете шага опор или отдельных светильников следует проверять соответствие требованию по обеспечению отношения максимальной освещенности к средней. Средняя освещенность рассчитывается по формуле , (139) где d пp - принятый шаг опор или отдельных светильников, м. Максимальную освещенность Е макс необходимо рассчитывать точечным методом по формуле , (140) где I a1000 - сила света светильника в направлении к точке максимальной освещенности для условной лампы со световым потоком 1000 лм; ni - число светильников, действующих в точку максимальной освещенности. Для консольных и подвесных светильников максимальная освещенность обычно создается в направлении a=0°, а для венчающих - в направлении a=40° по линии размещения светильников. Значения отношений, полученных по формулам (127) и (128), не должны превышать регламентируемых [1]. В противном случае необходимо изменить параметры установки, размещение светильников и произвести повторный расчет ОУ. 10.87. В качестве основы при проектировании наружных ОУ рекомендуется использовать типовые решения освещения улиц и дорог (см. пп. 10.91-10.92 и прил. 3), рассчитанные в наиболее рациональных вариантах для типовых профилей дорог и методикам, приведенным в пп. 10.83-10.85. Вариант освещения дороги, имеющей типовой профиль (или отличающийся от типового в пределах, допустимых согласно п. 10.92), выбирается из числа типовых решений (или с изменением согласно п. 10.92), исходя из полных приведенных годовых затрат на ОУ. Для дорог и улиц с нетиповым профилем расчет производится в следующем порядке: по установленной норме освещения ( или ) и заданному поперечному профилю улицы, пользуясь типовыми решениями для дорог с наиболее близкими к заданному профилями, подбираются тип светильника и ориентировочная высота его установки; для выбранного светильника с учетом ширины проезжей части, расположения тротуаров и т.д. уточняются угол наклона и расстояние от края проезжей части (длина кронштейна); исходя из формулы (116) или (117), рассчитывается шаг светильников, который не должен превышать 50 м при высотеих установки до 14 м; для выбранного варианта ОУ проверяются качественные показатели освещения-равномерность распределения яркости (освещенности) и показатель ослепленности (последний-для улиц, дорог и площадей категорий А и Б с нормируемой яркостью). Если по результатам проверочного расчета какой-либо из качественных показателей не удовлетворяет норме, расчет повторяется при соответственно измененной высоте установки светильников. 10.88. Расчет ОУ архитектурного освещения зданий по заданной яркости для объектов, облицованных материалами с диффузным и направленно-рас
|