Метод коэффициента использования
Освещение > Расчет освещения по методу коэф-та использования и удельной мощности
МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
При расчете по методу коэффициента использования потребный поток ламп в каждом светильнике Ф находится по формуле
где Е — заданная минимальная освещенность, лк; k — коэффициент запаса; S — освещаемая площадь, м2; z — отношение Еср:Емин; N — число светильников (как правило, намечаемое до расчета); h — коэффициент использования в долях единицы.
В таких помещениях, как конторы, чертежные и некоторые другие, где положение работающего строго фиксировано и создает частичное затенение, следует вводить в знаменатель формулы (5-1) коэффициент затенения около 0,8, но пока это еще не общепринято.
По Ф выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от Ф больше чем на -10. +20% . При невозможности выбора с таким приближением корректируется N. При однозначно заданном Ф (люминесцентные светильники, предназначенные для определенных ламп, маломощные светильники, использование которых целесообразно с лампами наибольшей возможной мощности) формула решается относительно N. При всех заданных других величинах формула может быть использована для определения ожидаемой Е.
При расчете люминесцентного освещения чаще всего первоначально намечается число рядов и, которое подставляется в (5-1) вместо N. Тогда под Ф следует подразумевать поток ламп одного ряда.
При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф1 может иметь всего 2-3 различных значения. Число светильников в ряду N определяется, как
Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
а. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных и т. д. светильников.
б. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается устройством непрерывного ряда светильников.
в. 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 превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
Входящий в (5-1) коэффициент z , характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L:h), с увеличением которого сверх рекомендуемых значений z резко возрастает. При L:h, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать z равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящих линий. Для отраженного освещения можно считать z =1,0; при расчете на среднюю освещенность z не учитывается.
Для определения коэффициента использования h находится индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка — 
, стен — 
, расчетной поверхности или пола — 
(см. табл. 5-1).
Главное меню
Последние новости
Самые читаемые
Опрос
Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.
Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.
Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.
В процессе выполнения расчетной части необходимо:
а) выбрать систему освещения, источник света, тип светильника для заданного участка или рабочего помещения;
б) произвести расчет общего освещения рабочего помещения.
Цель расчета общего освещения — определить количество светильников необходимых для обеспечения Еmin и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности. Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.
При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:
или количество светильников:
где Еmin — минимальная нормированная освещенность, лк;
k — коэффициент запаса (для ламп накаливания k=1,15, для люминесцентных и ламп ДРЛ, ДРИ И ДНаТ k=1,3);
S — освещаемая площадь, м2;
Z — коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения)(при расчете освещения от светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, и ДНаТ Z = 1,15, с люминесцентными лампами Z = 1,1);
N — число светильников;
n — число ламп в светильнике;
h — коэффициент использования светового потока в долях единицы.
Мощность осветительной установки Р определяется из выражения:
где Рi — потребляемая мощность одной лампы, кВт.
Рекомендуемый алгоритм расчета
Расчет общего освещения рекомендуется выполнять в следующей последовательности:
1. Выбрать систему освещения.
2. Обосновать нормированную освещенность на рабочих местах заданного объекта.
3. Выбрать экономичный источник света.
4. Выбрать рациональный тип светильника.
5. Оценить коэффициент запаса освещенности, k, и коэффициент неравномерности освещения, Z.
6. Оценить коэффициенты отражения поверхностей в помещении (потолка, стен, пола), r.
7. Рассчитать индекс помещения i.
8. Найти коэффициент использования светового потока, h.
9. Рассчитать требуемое количество светильников, N, или световой поток лампы, Фл, которые необходимы для обеспечения на объекте требуемой освещенности Еmin.
10. Выполнить эскиз расположения светильников на плане помещения с указанием размеров.
Принципы выбора основных элементов, необходимых для расчета
Выбор системы освещения
В настоящей работе рассматривается только рабочее освещение, которое может быть общим и комбинированным. Устройство в производственных помещениях только местного освещения запрещено.
Выбор системы освещения зависит, прежде всего, от такого важнейшего фактора, как точность выполняемых зрительных работ (наименьший размер объекта различения), согласно действующим нормам при выполнении работ I — IV разрядов следует применять систему комбинированного освещения. В механических, инструментальных, сборочных и др., как правило, применяют систему комбинированного освещения. В литейных, гальванических и т.п. цехах — систему общего освещения.
Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности.
Выбор нормированной освещенности
Количественные и качественные показатели искусственного освещения определяют согласно действующим нормам [1].
В качестве количественной характеристики освещенности принята наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin, которая зависит от разряда зрительных работ, фона и контраста объекта с фоном и системы освещения.. Разряд зрительных работ определяется минимальным размером объекта различения, т.е. размером предмета, его части или дефекта на нем, которые необходимо обнаружить или различить в процессе производственной деятельности.
Качественные показатели освещения (коэффициент пульсации и показатель ослепления) в данной работе не рассматриваются.
Можно принять значение Еmin для точных работ III разряда 300-500 лк, для средней точности IV разряд 150 -300 лк, для работ малой точности V разряд 100 -150 лк. Меньшее значение освещенности в каждом разряде для светлого фона и большого контраста, большее для темного фона и малого контраста. В табл. 3 приложения приведены значения Emin для всех разрядов зрительных работ и различных контрастов.
Выбор источников света
Определяющими параметрами при выборе экономичного источника света являются строительные параметры, архитектурно — планировочное решение, состояние воздушной среды, вопросы дизайна и экономические соображения.
Проектируя освещение, конструктор всегда принимает компромиссное решение.
Общие рекомендации приведены в литературе [2 ].
Лампы накаливания — малоэкономичны, имеют светоодачу 7 -26 лм/Вт, они имеют искаженный спектр излучения, при работе сильно нагреваются. Но, с другой стороны они имеют низкую стоимость, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы для помещений с временным пребыванием людей, бытовых помещений и др.
Основным достоинством люминесцентных ламп их высокая светоодача, до 75 лм/Вт и срок службы до 10000 ч, хорошая цветопередача, низкая температура. Хотя они дорогие, требуют специалистов для их обслуживания, имеют сложную пусковую аппаратуру, иногда шумят, мигают, при их утилизации возникают проблемы.
В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы.
В производственных помещениях высотой до 7 — 12 м целесообразно применять лампы типа ДРЛ, т.к. они более мощные и имеют большую светоодачу до 90 лм/Вт.
Перспективными являются металлогалогеновые лампы высокого давления типа МГЛ.
Окончательный выбор источника света должен осуществляться одновременно с выбором типа светильника, частью которого он является.
Выбор светильника
Выбор светильников общего освещения производится на основе учета светотехнических, экономических требований, условий воздушной среды. Существует классификация светильников по светораспределению: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.
Кроме этого существуют светильники с различными кривыми силы света: концентрированной, глубокой, косинусной, полу широкой, широкой, равномерной и синусной.
Согласно ГОСТ 14254-69 светильники классифицируют по степени защиты от пыли, воды и взрыва.
По конструктивному исполнению согласно [1] различают 7 эксплутационных групп светильников. Ввиду чрезвычайного разнообразия светильников конкретный выбор светильника должен решаться совместно со специалистами по энергетике, экономистами, дизайнерами и с учетом требований по охране труда, или обратиться к специальной справочной литературе [2] и [3].
Коэффициент запаса
Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.
Этот метод применяют при расчете общего равномерного освещения горизонтальных плоскостей закрытых помещений с симметрично размещенными светильниками при условии отсутствия в помещении громоздкого оборудования, затеняющего рабочие места. Метод определяет освещенность поверхности с учетом как светового потока, падающего от светильников непосредственно на освещаемую поверхность ФП, так и отраженного от стен, потолков и самой освещаемой поверхности ФОТР:
где Фр суммарный световой поток, падающий на освещаемую поверхность.
На горизонтальную рабочую поверхность падает не весь световой поток от ламп, размещенных в освещаемом помещении, так как некоторая часть светового потока поглощается осветительной структурой, стенами и потолком. Следовательно, Фр Emin, то вводится поправочный коэффициент Z, представляющий собой отношение средней освещенности к минимальной:
Поправочный коэффициент Z зависит от типа светильника и относительного расстояния между светильниками. Значения Z для некоторых стандартных светильников приведены в таблица 3.1
При расчете осветительных установок с люминесцентными лампами коэффициент Z может быть ориентировочно принят в пределах 1,11,2. С течением времени освещенность от осветительной установки за счет загрязнения снижается. Для учета этого в расчетную формулу вводится коэффициент запаса КЗАП > 1. В таблице 3.2 приведены рекомендуемые величины КЗАП в зависимости от степени загрязнения освещаемого помещения и периодичности чистки светильников с лампами накаливания и люминесцентными
Таблица 3.1 Значения поправочного коэффициента Z