СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

Исходными данными для светотехнических расчетов являются: норми­руемое значение минимальной или средней освещенности; тип источника света и светильника, высота установки светильника; геометрические размеры осве­щаемого помещения или открытого пространства; коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.

Освещенность любой точки имеет две составляющие: прямую, создавае­мую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется от­раженным от потолка и стен световым потоком.

Метод коэффициента использования светового потока. Позволяет про­изводить расчет осветительной установки с учетом прямой и отраженной со­ставляющих освещенности. Под коэффициентом использования светового по­тока U_oy понимается отношение светового потока, падающего на освещаемую поверхность, к полному световому потоку, всех ламп светильников. Коэффи­циент использования U_oy зависит от типа светораспределения светильника, высоты подвеса светильника над освещаемой поверхностью, геометрических характеристик освещаемого помещения, а также коэффициентов отражения по­толка, стен и пола помещения.

Зависимость U_ov от геометрических характеристик определяется индексом помещения:

i_n= ab/(h(a+b)),

где а - длина, м; b - ширина, м; h - высота от светильника до рабочей по­верхности, м.

С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредст­венно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования повышается также с увеличением коэффициентов отражения потолка стен и расчетной поверхности их можно определить по нижеприведенным харак­теристикам материалов:

бумага белая ватманская - 82-76%;

бумага белая писчая - 82-76%,

ткань белая крепдешин, батист - 65%;

ткань белая шелк - 65-58%;

штукатурка без побелки новая - 42%;

штукатурка без побелки хорошо сохранившаяся - 30-20%;

штукатурка без побелки запущенная (в помещениях с темной пылью) - 20-15%,

силикатный кирпич и бетон новые - 32%;

силикатный кирпич и бетон хорошо сохранившиеся - 25-20%;

силикатный кирпич и бетон запущенные (в помещениях с темной пылью) - 10-8%;

красный кирпич - 10-8%,

дерево сосна светлая - 50%;

дерево фанера - 38%;

дерево дуб светлый - 33%,

дерево орех - 18%;

белый мрамор - 80%;

белая фаянсовая плитка - 70%,

обои белые, кремовые, светло-желтые - 85-65%;

обои светло-серые, песочно-желтые, розовые, бледно-голубые - 65-45%;

обои темные - 25%;

черное сукно - 2%,

черный бархат - 0,5%;

опаловое стекло (толщина 2-3 мм) - 30%;

оконное стекло (толщина 1-2 мм) - 8%;

матовое стекло (толщина 1-2 мм) - 10%,

белая клеевая краска - 80-70%;

алюминиевая краска - 60-50%;

чистые цинковые белила - 76%;

белое эмалированное железо - 80-60%;

грязные цинковые листы - 20-8%;

алюминий обработанный - 45%;

алюминий необработанный - 28%;

известь и светлая охра - 66%

Количество светильников N, необходимых для создания в освещаемом по­мещении заданного уровня освещенности Е, определяется по выражению;

 

N =EszK_з/(nФU_oy) (4.1)

где s - площадь помещения, м²; z - отношение средней освещенности к ми­нимальной, характеризует неравномерность освещения и составляет 1,15 для ламп накаливания и ламп ДРЛ, ДРИ и 1,1 - для люминесцентных ламп; К₃ - ко­эффициент запаса, учитывающий снижение со временем светового потока ламп; принимается равным 1,2 для ламп накаливания и 1,4 для газоразрядных ламп; п - число ламп в светильнике, шт.; Ф - световой поток лампы в светиль­нике, лм; U_oy- коэффициент использования светового потока.

Коэффициент U_oy рассчитывается по формуле:

 

U_oy= (4.2)

Где - КПД светильника, - коэффициент использования потока светильника, излучаемого в нижнюю полусферу, определяется по табл. 4.1; - коэффициент использования потока светильника, излучаемого в верхнюю полусферу, определяется по табл. 4.2; поток светильника при принятии КПД светильника равным 1, излучаемый в нижнюю полусферу; - поток све­тильника при принятии КПД светильника равным 1, излучаемый в верхнюю по­лусферу; Ф_л - поток всех ламп в светильнике.

 

Пример. Определить количество светильников, необходимых для ис­кусственного освещения аудитории вуза. Размеры аудитории: длина 18 м, ши­рина 12 м, высота 3,5 м. Для установки используются светильники прямого све­та, КСС типа Д, с люминесцентными лампами типа ЛПО 02-2x40. КПД све­тильника 0.8. Коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности столов принимаются соответственно 70, 50, 10 %. Нормируемая минимальная освещенность аудитории - 400 лк (см. табл. 1.3). Световой поток люминес­центной лампы ЛБ-40 равен 3000 лм (табл. 2.1).

Находим индекс помещения i_n =12_*18/(3,5(12+18)) =2,05. По формуле 5.2 определим коэффициент использования светового потока.

Поскольку светильник прямого света, то потоком, падающим в верхнюю полусферу, можно пренебречь и считать, что весь поток светильника идет в нижнюю полусферу, следовательно = Ф_л =75 по табл. 4.1 для i_n=2

Получим:

U_oy = 0,8_*75=60%.

 

Таблица 4.1 Коэффициент использования светового потока светильников с типовыми кри­выми силы света, излучаемого в нижнюю полусферу

Типовая КСС	Равномерная М	Косинусная Д	Глубока» Г
,%
,%
,%
Значение in	Коэффициент использоваиия %
0.5
0.6
0,7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.25
1.5
1.75
2.0
2.25
2.5																							S7
3.0
3,5
4.0
5.0

 

Подставив в выражение 4.1 числовые значения (вместо 60% подставляем 0,6), получим:

N = 400_*216_*1,1_* 1,4/(2_*3000_* 0,6)=37. Следовательно, для создания требуемой освещенности в аудитории необ­ходимо установить 37 светильников.

 

 

Таблица 4.2 Коэффициент использования светового потока светильников (любого типа), излучаемого в верхнюю полусферу.

 

 

Светильники	Потолочные	Подвесные
,%
,%			50 | 30				50 | 30
,%	30 | 10	30 | 10
Значение in	Коэффициент использования %
0.5
0.6
0,7
0.8
0,9
1.0
1.1			.39
1,25
1,5
1.75
2.0
2,25
2,5
3,0
3.5
4.0
5,0