Коэффициент использования светового потока различных типов светильников

Обновлено: 27.04.2024

Расчет количества светильников методом коэффициента использования

Метод используется для приближенных оценок требуемого количества светильников при проектировании осветительной установки.

Формула для расчета количества светильников выглядит следующим образом:

N = (E × S × Kз) ⁄ (U × n × Фл), где:

Е — нормируемая освещенность, Лк.
S — площадь помещения, м².
Кз — коэффициент запаса.
U — коэффициент использования, характеризующий эффективность использования светового прибора в помещении определенных габаритов и типов поверхностей.
n — количество ламп в светильнике.
Фл — световой поток лампы.

Уровень освещенности ( E ) нормируется СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Площадь ( S ) задается под конкретное помещение. Количество ламп ( n ) зависит от выбранной модели светильника. Световой поток ( Фл ) берется из таблиц и зависит от типа лампы и ее мощности.

Коэффициент запаса зависит от степени загрязнения помещения, частоты технического обслуживания светильника, интенсивности эксплуатации светильников и принимает значения от 1 до 2.

Зависимость коэффициент запаса от типа помещения:

Для определения коэффициента использования ( U ) в первую очередь необходимо рассчитать индекс помещения ( k ), и определить коэффициенты отражения поверхностей помещения (стены, пол и потолок).

Индекс помещения рассчитывается по следующей формуле k = (a × b) ⁄ ((h1 – h2) × a × b), где:

Зная индекс помещения и коэффициенты отражения, при помощи разработанных производителями осветительных приборов таблицам определяется последняя неизвестная U в формуле расчета количества светильников.

Пример расчета освещения

В качестве исходных данных примем:

Дина помещения ( a ) = 6,0 м. Ширина помещения ( b ) = 5,8 м. Высота помещения h1 = 2,8 м. Площадь помещения S = 5,8 × 6,0 = 34,8 м².
Для кабинетов, рабочих комнат, офисов, представительств нормируемая освещенность E = 400 Лк. Значение берется из таблицы 2 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Здесь же обращаем внимание на графу «Рабочая поверхность и плоскость нормирования КЕО и освещенности (Г — горизонтальная, В — вертикальная) и высота плоскости над полом, м». В нашем примере Г — 0,8 означает, что h2 = 0,8 м.
Световой поток используемых ламп в светильнике Фл = 1350 лм (лампа 18 Вт). Количество ламп в светильнике n = 4.
Примем, что коэффициент запаса Кз = 1,5.
Примем, что коэффициенты отражения равны: потолок 50, стены 30, пол 20.

Рассчитаем индекс помещения:
k = (a × b) ⁄ ((h1 – h2) × a × b) = (5,8 × 6,0) ⁄ ((2,8 – 0,8) × 5,8 × 6,0) = 1,47 ≈ 1,5.

С учетом коэффициентов отражения и индекса помещения определим коэффициента использования ( U ) по специализированным таблицам, разработанным производителями под конкретный тип лампы.

Пример таблицы для определения коэффициента использования:

Исходя из таблицы U = 0,47. Теперь, зная все переменные, можно рассчитать требуемое количество светильников:

N = (E × S × Kз) ⁄ (U × n × Фл) = (400 × 34,8 × 1,5) ⁄ (0,47 × 4 × 1350) = 8,22 ≈ 8 шт.

Таким образом, рассмотренное офисное помещение должно быть освещено светильниками (конкретной типа) в количестве 8 штук при равномерном размещении на поверхности потолка для достижения освещенности Е = 400 лк на рабочей поверхности (0,8 м от пола).

Как рассчитать освещение в комнате

Многие из нас, особенно люди старшего поколения, оценивают освещенность в помещении на глаз или в ваттах: «Что-то темновато, надо еще одну лампочку вкрутить», «Для этой комнаты пары «шестидесяток» достаточно». Но существует много типов световых приборов, светоотдача (зависимость яркости от мощности) которых разнится в разы и даже в десятки раз. Оценка освещенности на глаз не выдерживает никакой критики. Субъективное мнение – плохой советчик. В этой статье мы не будем полагаться на глаз, а сделаем грамотный расчет освещения по площади помещения.

Содержание:

Как рассчитать освещение точно и правильно

Прежде чем взяться за математику, соберем все данные для расчета освещенности в помещении. Нам нужно выяснить:

Нормы освещенности для конкретного помещения (жилое, офис, коридор и т. п.).
Коэффициент использования светового потока именно в этом помещении.
Тип светильника (светильников).

Выяснение норм освещенности

Приведем основные из них:

Нормы искусственного освещения в жилых и общественных помещениях

Тип помещения Норма освещенности, лк

Расчет коэффициента использования

Коэффициент использования придется рассчитать. Он зависит от геометрических размеров помещения (высота, длина, ширина), коэффициента отражения поверхностей (пол, стены, потолок) и типа светильника (потолочный, подвесной).

Для начала вычисляем индекс помещения i, который зависит от его геометрических размеров. Индекс рассчитываем по формуле:

i – индекс помещения;
S – площадь помещения в м 2 ;
А – длина помещения в м;
В – ширина помещения в м;
h – расстояние между светильником и поверхностью, для которой рассчитывается освещенность, в м.

Теперь оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρ_п1, ρ_c, ρ_п2:

белая поверхность – 70%;
светлая – 50%;
серая – 30%;
темная – 10%.

Тип светильников обычно выбирают из стандартного списка:

Категория Внешний вид светильника Описание

Осталось полученные данные подставить в таблицу и найти коэффициент использования.

Светильники категории 1

Светильники категории 2

Светильники категории 3

Светильники категории 4

Светильники категории 5

Расчет необходимого светового потока

Все данные получены, осталось посчитать световой поток для обеспечения нужной нам освещенности. Для этого воспользуемся формулой:

E – необходимая освещенность, лк;
S – площадь помещения, м 2 ;
n – коэффициент использования;
F – необходимый световой поток, лм.

Упрощенный способ

Если высоких требований к точности результатов нет, можно провести упрощенный расчет освещения в комнате. При этом формула вычисления та же:

Упрощение в том, что коэффициент использования светильников n не рассчитывается, а берется его среднее значение – 0.5.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Полезно! В некоторых случаях полученное значение умножают на коэффициент запаса, который для непроизводственных помещений обычно принимают за 1.1 – 1.2. Этот коэффициент учитывает снижение яркости при износе источника света, пыли, оседающей на лампе, и пр. Это относится и к точному расчету.

Есть еще один метод. Он похож на то, как некоторые оценивают необходимую освещенность: «Здесь пары «соток» хватит». Сводится такой метод к поиску в таблице нужной электрической мощности в зависимости от назначения помещения. Очевидно, что точность таких «расчетов» невысокая, но мы все же приведем табличку.

Мощность ламп для нормированного освещения жилых помещений

Тип помещения Суммарная мощность ламп, вт Лампы накаливания Люминесцентные лампы Светодиодные лампы

И третий, самый простой, хотя и не самый точный способ – воспользоваться онлайн калькулятором расчета освещенности помещения.

Получив значение необходимого светового потока, несложно вычислить и количество ламп для его создания. Для этого достаточно найденный нами световой поток разделить на световой поток одной лампы (обычно указан на упаковке).

Полезно! Если вы не знаете, какой световой поток создает лампа, воспользуйтесь таблицей, умножив значение лм/Вт на мощность лампы.

Таблица светоотдачи ламп разного типа

Тип ламп Световая отдача, лм/Вт

Примеры расчетов

Сделаем несколько вычислений на основании вышеизложенного. Считать будем точно.

Пример расчета 1

Гостиная площадью 20 м 2 , длина – 5 м, ширина – 4 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник подвесной с плафонами, направленными вверх (люстра). Длина подвеса – 40 см. Потолок белый, стены голубые, пол темно-коричневый.

В СанПиН находим норму освещенности – 150 лк.
Определяем индекс помещения i: 20/((5+4)*2.1) = 1.0.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 10%.
Обращаемся к таблице 4 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.57.
Рассчитываем необходимый световой поток: (150*20)/0.57 = 5 300 лм.

Пример 2

Детская площадью 12 м 2 , длина – 3 м, ширина – 3 м, высота потолков – 2.5 м. Светильник потолочный накладной. Потолок белый, стены светло-зеленые, пол серый.

В СанПиН находим норму освещенности – 200 лк.
Определяем индекс помещения i: 12/((3+4)*2.5) = 0.6.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
Обращаемся к таблице 1 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.3.
Рассчитываем необходимый световой поток: (200*12)/0.3 = 8 000 лм.

Пример 3

Классная комната площадью 54 м 2 , длина – 9 м, ширина – 6 м, высота потолков – 2.5 м. Светильники подвесные с шаровидными плафонами. Потолок белый, стены светло-кремовые, пол коричневый.

В СанПиН находим норму освещенности – 300 лк.
Определяем индекс помещения i: 54/((9+6)*2.5) = 1.44.
Оцениваем коэффициент отражения потолка, стен и пола – ρп1 = 70%, ρc = 50%, ρп2 = 30%.
Обращаемся к таблице 3 категории светильников и находим коэффициент использования – 0.64.
Рассчитываем необходимый световой поток: (300*54)/0.64 = 25 300 лм.

Осталось подобрать нужное количество ламп, чтобы их суммарный световой поток составлял расчетную цифру.

Основные величины для проектирования освещения

В завершение рассмотрим, какие величины необходимы для правильного расчета освещенности при проектировании освещения и что они собой представляют.

Световой поток.
Измеряется в люменах (лм). Отражает силу света, излучаемую источником. В нашем случае лампой.
Светоотдача.
Измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Характеризует эффективность источника света. Чем выше это отношение, тем больше эффективность. У ламп накаливания это значение колеблется в пределах 10-16 в зависимости от мощности. Светодиодные лампы могут иметь светоотдачу 120 лм/Вт и более.
Освещенность.
Измеряется в люксах (лк). Показывает, насколько сильно освещен объект. Если на площадь 1 м 2 будет излучаться 1 люмен, то ее освещенность составит 1 люкс.
Коэффициент использования.
Безразмерная величина, указывающая, насколько эффективно используется источник света. Если коэффициент равен 1, то это означает, что все излучение источника достигает освещаемой поверхности. На практике эта величина зависит от многих факторов (светоотражающие свойства окружающих объектов, расстояние до источника, светопроницаемость среды и пр.).

Нормативные документы

Какими нормативными нужно руководствоваться при проектировании освещения и расчете освещенности? Вот основные из них:

На заметку. Подробнее об этих и других документах, касающихся освещения, можно узнать в статье «Нормы и правила освещения, СНиПы, ГОСТы, ПУЭ».

Мы выяснили, как правильно рассчитать освещение в комнате, чтобы не портить зрение. Надеемся, что статья окажется полезной тому, кто занимается освещением своего дома всерьез, а не на глаз.

Что такое комбинированное освещение

Свет играет огромную роль в жизни человека. Значительную часть важной информации об окружающей среде мы получаем при помощи зрения. В отличие от некоторых зверей зрение человека плохо приспособлено к темноте. Поэтому наши предки были очень уязвимы ночью . Для выживания люди стали применять огонь для освещения и обогрева, научились его поддерживать.

С развитием технического прогресса и повсеместного использования электричества роль естественного освещения не уменьшилась. Полностью заменить естественные источники света искусственными человек не смог. Именно солнечный свет наиболее благоприятен для органов зрения людей. При его длительной нехватке развиваются различные заболевания, производительность труда и качество жизни снижаются.

С точки зрения экономической целесообразности и физиологических потребностей оптимально совмещенное и комбинированное освещение. В статье рассмотрены нормы и требования, предъявляемые к этим типам освещения, и примеры расчетов для определения уровня освещенности.

Содержание:

Определение

В документации этот термин применяется к разным типам освещения. Для исключения разногласий при прочтении документов обратимся к актуализированной редакции СНиП 23-05-95 — Своду правил СП 52.13330.2016.

Согласно этому документу различают:

Рисунок 1. СП 52.13330.2016 п.3.26 — 3.27

Комбинированное освещение — это освещение с несколькими источниками света. Оно позволяет оптимально распределить световые потоки. Причем комбинированное освещение организуется при использовании как естественных, так и искусственных источников света.

Чем комбинированное отличается от совмещённого

В отличие от комбинированного совмещенное освещение дополняет нехватку солнечного света искусственными источниками.

Совмещенное освещение помещений отличается от естественного тем, что позволяет создавать уровень освещенности, необходимый для проведения работ даже наивысшей степени сложности, который не зависит от особенностей погоды или времени года.

Получить более подробную информацию о видах освещения и их особенностях, о единицах измерения освещенности можно в этой статье.

Нормы и требования

Требования, предъявляемые к системам комбинированного искусственного освещения, указаны в следующей нормативно-технической документации:

Рисунок 2. НТД к содержанию ↑

Как выглядит на практике

После того как мы разобрались с требованиями НТД, приведем практические примеры таких систем.

При комбинированной системе освещения естественного типа солнечный свет поступает в помещение как сквозь оконные проемы, так и через крышу. То есть свет может одновременно приходить как сбоку, так и сверху.

Чтобы обеспечить проникновение света, на крышах устанавливают окна или фонарь. Это конструкция, проходящая по всей длине крыши или по ее части.

Фонарь обеспечивает проникновение света в помещение, одновременно предупреждая потери тепла. Такая конструкция устанавливается на крышах зданий производственного и жилого назначения.

При наличии в здании мансардного этажа на крыше могут быть окна, дополняющие световой поток, идущий через окна в стенах.

Причем если окна в здании слишком большие, это приведет к значительным потерям тепла и к повышению расходов. Поэтому величина проемов должна быть обоснована.

В отличие от естественного искусственное освещение не зависит от времени суток, погоды, времени года. Оно создает комфортные условия для работы или отдыха.

Мнение эксперта Алексей Бартош Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос эксперту Искусственное освещение рекомендуется использовать, когда естественного недостаточно для обеспечения требуемых параметров освещенности или когда нет возможности организовать естественное освещение.

Подробнее прочитать о видах, характеристиках, источниках искусственного освещения можно здесь.

Комбинированное искусственное освещение предполагает дополнение основного источника света локальным, местным светильником .

Рисунок 4. Пример комбинированного искусственного освещения к содержанию ↑

Пример расчёта

Главная задача при расчетах уровня освещенности — получение лучшего соответствия параметров солнечному свету. Последний оптимален для человеческого глаза.

При расчетах определяется:

Количество, тип и мощность ламп для обеспечения нужного уровня освещенности.
Количество и размещение светильников.
Расчетная освещенность при выбранном размещении светильников и известной мощности источников света, установленных в них.

Основная задача при выполнении проекта — определение количества, типа и мощности ламп. Это напрямую влияет на экономичность всей системы освещения и на уровень освещенности.

При известном количестве и мощности ламп определяется число светильников для создания нужной освещенности. Когда нет возможности проверить уровень освещенности уже работающей осветительной системы, это производится расчетным путем.

Расчеты делают с применением следующих методов :

Метод коэффициента использования светового потока.
Метод удельной мощности.
Точечный метод.
Комбинированный метод.

Разберем подробнее, в каких случаях применяется каждый из методов.

Метод коэффициента использования светового потока

Как следует из названия, основной параметр, определяемый при применении этого метода, — подбор источника света на основании уже известного светового потока.

Лампа выбирается исходя из условия, что ее световой поток не превышает 20% и не меньше 10% от требуемого. Если это условие не выполняется, количество светильников корректируется.

Уравнение для расчета светового потока:

Разберем порядок расчета этим методом на примере жилой комнаты. Примем для расчета следующие параметры:

Ширина комнаты — 4 м, длина — 6 м.
Высота потолка — 2,5 м.
Потолок в комнате покрашен краской белого цвета.
Полы комнаты покрашены краской серого цвета.
Стены покрашены краской светло-серого цвета.

Требуется рассчитать освещенность комнаты после установки люстры с пятью плафонами, оборудованными светодиодными лампами, подвешенной на высоте 2,3 м.

Расчет производится в такой последовательности:

Определим нормы освещенности для жилой комнаты. Необходимо использовать таблицу Л.1 приложения Л в СП 52.13330.2016. Принимаем норму освещенности равной 150 лк.
Рассчитаем площадь комнаты. Площадь прямоугольника вычисляется путем умножения значений длины комнаты на ее ширину. Получаем площадь 24 м2.
Выберем коэффициент запаса. Он вводится, потому что при длительной эксплуатации происходит загрязнение светильников и различных поверхностей , выходят из строя источники света , снижается способность пропускать или отражать свет у материалов лампы или светильника. В зависимости от внешних условий значение находится в пределах от 1 до 2. Принимаем это значение равным 1.
Определим, что значение коэффициента неравномерности z, применяемого для помещений, где предполагается проведение работы высокой точности, для чтения и подобных занятий, равно 1,1. При использовании люминесцентных или светодиодных ламп это значение — 1,1, а при использовании ламп накаливания — 1,15.
Рассчитаем значение коэффициента использования светового потока. Сначала определяем индекс помещения i .

Подставляем данны е в формулу и получаем:

i =24/((6+4)*2,3)=1,04

Результат округлим до 1,1.

Принимаем значения коэффициента отражения из справочника «Коэффициенты отражения видимого света для различных покрытий, цветов, материалов. Эрнст Нойферт. «Строительное проектирование».

Принимаем, что для потолка этот показатель равен 70%, для стен — 50%, для пола — 30%.

По таблице определяем величину коэффициента использования светового потока. Выбираем по наименьшему показателю коэффициента отражения значение коэффициента использования светового потока равным 0,56.

Рисунок 7. Таблица для определения коэффициента использования светового потока

Количество ламп в люстре нам известно — 3.

Подставляем полученные значения в формулу для расчета светового потока:

Рисунок 8. Формула для расчета светового потока с данными

Этот показатель относится к каждой лампе в люстре. На основании полученной величины выбираем светодиодную лампу с учетом световой температуры, основываясь на данных производителя. Они указаны на упаковке изделия.

Например, для светодиодной лампы мощностью 20 Вт со световой температурой 3000 К, что соответствует теплому свету, световой поток равен 1520 лм. Выбираем ее для установки в люстру как наиболее подходящую.

Рисунок 9. Светодиодная лампа Gauss 20 Вт

Метод удельной мощности

При этом методе величину освещенности выбирают из справочных данных. Учитывается мощность источников света, их количество и площадь помещения.

Расчет мощности для одной лампы производят по формуле:

где Р уд — удельная мощность , Вт/м 2 ;

n — количество ламп, шт.;

S — площадь комнаты , м 2 .

При расчетах данным методом придерживаются такой последовательности:

Определяется количество и тип размещенных в комнате светильников, высота подвеса.
На основании справочных данных устанавливается норм а освещенност и и удельн ой мощност и .
Определяется мощность одной лампы. Величина выбирается из стандартных значений.

Если после расчет а выяснится, что необходима установка ламп ы другой мощности, определяется количество светильников с учетом требуем ых параметров .

Точечный метод

Применяя данный метод, определяют величину освещенности любо й точке помещения.

При выполнении расчетов придерживаются заданного порядка:

Определяется количество и тип установленных в помещении светильников, высота подвеса.
Выполняется чертеж помещения с установленными светильниками.
На чертеже выбирается контрольная точка А.
Вычисляются расстояния от проекций источников света до выбранной контрольной точки.
По справочным данным определяется освещенность от каждого источника света.
Вычисляется общая освещенность установленных светильников Σе .
В выбранной точке А производится расчет горизонтальной освещенности в точке А по формуле:

где μ — коэффициент для определения величины дополнительной освещенности от светильников, находящихся на расстоянии от точки А, и величины отражения светового потока;

k з — коэффициент запаса.

При комбинированном методе совмещают разные типы определения освещенности для наибольшей точности.

При расчетах освещенности в системах естественного освещения применяют КЕО — коэффициент естественной освещенности.

Согласно СП 23-102-203 «Естественное освещение жилых и общественных зданий» КЕО — отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственным или после отражений), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода, выраженное в %:

где — Евн освещенность внутри помещения;

Ен — наружная освещенность.

При проектировании зданий с обязательным наличием солнечного света определение КЕО — обязательное условие. От этого зависит размер окон и вид остекления, ориентация здания по сторонам света, применение дополнительного искусственного освещения.

КЕО измеряется двумя люксометрами. Первым прибором определяют освещенность вне здания, а вторым — внутри помещения. Для получения точных результатов измерения производятся одновременно и во время сплошной облачности, которая равномерно покрывает небо.

Рисунок 10. Люксметр к содержанию ↑

Заключение

Применение того или иного метода расчета освещенности при комбинированном освещении выбирается индивидуально. От точности расчетов зависит качество освещения, а значит, комфорт и безопасность при работе и отдыхе.

Коэффициент использования светового потока для различных типов светильников

15. Рассчитывается фактическая освещенность Е_Ф, лк, при использовании выбранных ламп:

где Е_н – нормируемая освещенность, лк;

F_факт – световой поток выбранной лампы, лм;

F_расч – расчетный световой поток, лм.

Люминесцентные лампы

Тип и мощность лампы (Вт)	Длина лампы, мм	Световой поток лампы, лм	Тип и мощность лампы (Вт)	Длина лампы, мм	Световой поток лампы, лм
ЛДЦ (20)	604	820	ЛДЦ (40)	1214	2100
ЛД (20)	604	920	ЛД (40)	1214	2340
ЛХБ (20)	604	935	ЛХБ (40)	1214	3000
ЛБ (20)	604	1180	ЛТБ (40)	1214	3000
ЛТБ (20)	604	975	ЛБ (40)	1214	3120
ЛДЦ (30)	909	1450	ЛДЦ (65)	1515	3050
ЛД (30)	909	1640	ЛДЦ (80)	1515	3740
ЛХБ (30)	909	1720	ЛД (65)	1515	3570
ЛТБ (30)	909	1720	ЛД (80)	1515	4070
ЛБ (30)	909	2100	ЛБ (80)	1515	5220

Примечание: буквенные обозначения указывают тип ламп: Л – люминесцентная; Д – дневного света; ХБ – холодного белого; ТБ – теплого белого; Ц – улучшенной цветопередачи.

Лампы ДРЛ (в том числе уличного освещения)

Тип лампы	Мощность, Вт	Световой поток лампы, лм
ДРЛ – 250	250	12500
ДРЛ – 400	400	22000
ДРЛ – 700	700	38500
ДРЛ – 1000	1000	55000

Примечание: ДРЛ – дуговая ртутная с люминофором.

16. Рассчитывается уточненное число ламп выбранного типа:

Величина светового потока различных ламп

Лампы накаливания общего назначения

Галогенные лампы накаливания

Примечание: Г – газоразрядная.

В типе лампы последняя цифра означает ее мощность, например, БК 220-230-100, где 100 – мощность лампы, Вт.

17. Рассчитывается суммарная мощность осветительной установки , Вт:

где Р_л – мощность выбранной лампы, Вт;

n_ф – фактическое число ламп осветительной установки, шт.

18. По результатам расчетов вычерчивается проектный план размещения ламп (светильников) на потолке.

Пример расчета

В помещении 30 ´ 20м требуется создать нормативные значения освещенности светильниками типа Н4Б-300. Показатели отражения стен – = 50 %, потолка = 70 %. Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – средний.

Решение:

1. По характеристикам зрительной работы из табл. 1 определяем норму освещенности (см. столбец 8):

2. Коэффициент запаса (табл. 2):

3. Отношение средней освещенности к максимальной для ламп накаливания составляет:

4. По таблице 3, в зависимости от типа светильника принимаем h=3,5 м.

5. По таблице 4 = 1,4

6. Площадь помещения S = 30 ´ 20 = 600 м 2

7. Индекс помещения

8. По таблице 5

9. Расстояние между соседними рядами для ламп накаливания:

10. Количество ламп по длине для ламп накаливания:

11. Количество рядов ламп по ширине

12. Общее количество ламп

n = 12 ´ 6 = 72 лампы

13. Расчетный световой поток

14. По табл. 8 по величине расчетного светового потока выбираем ближайшее значение и определяем тип лампы. Так как ближайшее значение 4850 лм, то увеличим число ламп до 76. Тогда F_расч = 4863 лм. Тип лампы Г 215-225-300-2.

15. Фактическая освещенность

16. Фактическое число ламп

17. Суммарная мощность осветительной установки

Рис. 2. План размещения светильников на потолке

(размеры даны в мм)

Проверка по размерам (А´Б):

по длине А = (50´10) + (2500´9) + (3500´2) = 30 000 мм;

по ширине Б = (50´8) + (2500´7) + (1050´2) = 20 000 мм.

Пример плана размещения светильников на потолке для люминесцентных ламп

Для удобства распределения люминесцентных ламп в светильники, а также симметричного расположения светильников возможно увеличение количества ламп. Светильники данного типа формируют по две, четыре или шесть ламп в одном светильнике.

Ширина светильника определяется по формуле:

где В – ширина светильника;

n – количество ламп в светильнике;

d – диаметр лампы, d = 20 – 50 мм.

В = (4 + (4-1)) × 50 = 350 мм.

Условием размещения ламп (светильников, осветительных установок) на потолке является их расстояние друг от друга и от стен на расстоянии не менее 1,2 м.

Рис. 3. План размещения светильников на потолке (для люминесцентных ламп, размеры даны в мм)

Осветительная установка состоит из 32 ламп ЛБ-80, размещенных в 8 светильников (по 4 в каждом).

Проверка по размерам (А´Б):

по длине А = (1515´4) + (2788´5) = 20 000 мм;

по ширине Б = 6000 + (350´2) + (4150´2) = 15 000 мм.

№ п/п	Размер помещения, А+Б, м	Коэффициент отражения потолка, стен	Характеристика зрительной работы. Разряд, подразряд. Контраст объекта с фоном. Характеристика фона.	Тип светильника
1	2	3	4	5
1	20+15	= 70 % = 50 %	Работа высокой точности. Контраст объекта с фоном – малый. Фон – светлый.	ОД
2	30+20	= 50 % = 30 %	Работа малой точности. Контраст объекта с фоном – малый. Фон – светлый.	ПВЛ-1
3	40+20	= 70 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – темный.	ГС
4	20+20	= 50 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – большой. Фон – светлый.	ДРЛ-700
5	30+15	= 70 % = 50 %	Работа высокой точности. Контраст объекта с фоном – большой. Фон – темный.	Н4Б-300
6	30+20	= 70 % = 50 %	Работа малой точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – темный.	ШМ
7	25+25	= 70 % = 30 %	Работа малой точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – темный.	ДРЛ-250
8	30+30	= 70 % = 50 %	Работа малой точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – темный.	ДРЛ-1000
9	20+15	= 70 % = 50 %	Работа малой точности. Контраст объекта с фоном – малый. Фон – светлый.	ПУ
10	20+20	= 70 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – светлый.	ПВЛ-1
11	40+30	= 70 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – темный.	ОДОР
12	30+20	= 70 % = 50 %	Работа высокой точности. Контраст объекта с фоном – большой. Фон – светлый.	ОД
13	25+25	= 70 % = 50 %	Работа высокой точности. Контраст объекта с фоном – большой. Фон – темный.	ПВЛ-1
14	15+20	= 70 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – светлый.	В4А-200
15	20+20	= 60 % = 50 %	Работа средней точности. Контраст объекта с фоном – средний. Фон – светлый	Н4Б-300

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные количественные характеристики искусственного освещения. Единицы измерения.

2. Перечислите основные качественные характеристики искусственного освещения. Единицы измерения.

3. Какой метод расчета количественных характеристик искусственного освещения Вы использовали в работе? Что данный метод учитывает?

4. Как выбирается коэффициент запаса К_з ?

5. Перечислите основные типы светильников.

6. Какое основное требование расположения светильников в проекте размещения ламп на потолке?

7. Каким параметром нормируется искусственное (естественное) освещение? От каких показателей зависит его числовое значение?

8. Какие требования предъявляются к светильникам, используемым в угольных шахтах?

Список литературы

1. СНиП 23-05-95 * . Естественное и искусственное освещение. М.: Стандарты, 1995.

2. Безопасность жизнедеятельности: Учеб. для вузов / Под ред. К.З. Ушакова. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2000. – 430 с.

3. Справочник по технике безопасности под редакцией П.А. Долина. М., Энергоатомиздат, 1984.

4. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др.; Под общ. ред. С.В. Белова. 5-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2005. – 606 с.: ил.5

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2

Значения коэффициентов использования светового потока

Освещённость для полосы с непрерывным рядом светильников опре-деляется по формуле:

где Ф 1 – световой поток, приходящийся на 1 м полосы, лм/м;

J_y – сила света отрезка единичной линии в направлении к расчётной точке в плоскости, перпендикулярной светящейся полосе;

– угол падения световых лучей;

– угол, под которым видна светящаяся полоса из точки расчёта;

h – высота расположения светящейся полосы светильников над плоскостью расчёта;

K_з–коэффициент запаса.

Световой поток, приходящийся на 1 м полосы, равен:

где Ф_л – световой поток лампы, лм;

n – общее количество ламп в светящейся полосе;

L – длина светящейся полосы, м.

Общая длина светящейся линии определяется по формуле:

где L₁ – длина одного светильника, м;

N – количество светильников в светящейся полосе;

l – длина разрыва между светильниками, м;

n₁ – количество разрывов между светильниками в линии.

Линия считается непрерывной, если l<0,5h, при l>0,5h для каждого сплошного участка и участка разрыва линии отдельно определяется линейная плотность потока Ф 1 и освещённость.

Угол падения световых лучей равен:

Угол, под которым видна светящаяся полоса из точки расчёта, определяется по формуле:

Зная угол падения световых лучей, по справочнику находят силу света светильника.

Освещённость наклонной поверхности в точке от светящейся полосы определяется по формуле:

где Ф_л – световой поток одной лампы, лм;

_н – относительная освещённость, лк, зависящая от высоты подвеса светильников над наклонной поверхностью, определяется по таблице 2.10;

K_з – коэффициент запаса.

Относительная освещённость _н

Кратчайшее расстояние Р, м, от расчётной точки до проекции ряда светильников

на расчётную площадь

Относительная освещённость _н, лк,

при высоте подвеса h, м

Расчёт общего равномерного освещения по упрощённой форме метода коэффициента использования может быть выполнен методом расчёта по удельной мощности.

Расчётная формула имеет вид:

где N – количество светильников;

W – удельная мощность осветительной установки, Вт/м 2 ;

S –площадь освещаемого помещения, м 2 ;

Р_н – минимальная мощность одной лампы, Вт;

n – количество ламп в светильнике.

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем светильника. Она показывает, какая электрическая мощность источников света требуется для создания заданной освещённости 1 м 2 площади при известных значениях выбранной освещённости, типа светильника и высоты его подвеса, площади и отражающих свойств потолка, пола и стен помещения и коэффициента запаса.

Применяемые приборы

Для работы используются приборы, описание которых приведено в лабораторной работе № 1.

Порядок проведения работы

Задание 1

1. Изучите теорию.

2. Определите параметры, характеризующие условия работы с точки зрения освещения:

а) включите верхние светильники по схеме, указанной преподавателем;

б) пользуясь люксметром, замерьте освещённость на рабочих местах. Для этого положите фотоэлемент на рабочую поверхность чувствительным слоем вверх, снимите показание прибора, при этом учтите поправочный коэффициент для применяемых ламп;

в) по заданному преподавателем виду производственного помещения, которое моделируется условиями лаборатории, оцените условия труда, используя данные таблицы 2.11;

Коэффициенты использования светового потока светильников с люминесцентными лампами

Правильно спроектированное и рационально выполненное освещение производственных помещений оказывает положительное воздействие на работающих, способствует повышению эффективности и безопасности труда, снижает утомление и травматизм, сохраняет высокую работоспособность.

Основной задачей светотехнических расчётов для искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания заданной освещённости.

В расчётном задании должны быть решены следующие вопросы:

- выбор системы освещения;

- выбор источников света;

- выбор светильников и их размещение;

- выбор нормируемой освещённости;

- расчёт освещения методом светового потока.

I. ВЫБОР СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Для производственных помещений всех назначений применяются системы общего (равномерного или локализованного) и комбинированного (общего и местного) освещения. Выбор между равномерным и локализованным освещением проводится с учётом особенностей производственного процесса и размещения технологического оборудования. Система комбинированного освещения применяется для производственных помещений, в которых выполняются точные зрительные работы. Применение одного местного освещения на рабочих местах не допускается.

В данном расчётном задании для всех помещений рассчитывается общее равномерное освещение.

2. ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Источники света, применяемые для искусственного освещения, делят на две группы – газоразрядные лампы и лампы накаливания.

Для общего освещения, как правило, применяются газоразрядные лампы как энергетически более экономичные и обладающие большим сроком службы. Наиболее распространёнными являются люминесцентные лампы. По спектральному составу видимого света различают лампы дневного света (ЛД), дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛДЦ), холодного белого (ЛХБ), тёплого белого (ЛТБ) и белого цвета (ЛБ) . Наиболее широко применяются лампы типа ЛБ. При повышенных требованиях к передаче цветов освещением применяются лампы типа ЛХБ, ЛД, ЛДЦ. Лампа типа ЛТБ применяется для правильной цветопередачи человеческого лица.

Основные характеристики люминестцентных ламп приведены в таблице 1.

Кроме люминесцентных газоразрядных ламп (низкого давления) в производственном освещении применяют газоразрядные лампы высокого давления, например, лампы ДРЛ (дуговые ртутные люминесцентные) и др., которые необходимо использовать для освещения более высоких помещений (6-10м).

Метод коэффициента использования

Таблица 5-1 Приблизительные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Характер отражающей поверхности

Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами

Побеленные стены при незавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок

Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями

Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич не оштукатуренный; стены с темными обоями

Индекс находится по формуле

Таблица 5-2 Таблица для определения индекса помещения

Таблица 5-3 Коэффициенты использования светового потока. Светильники с лампами накаливания

Пример 1. Определить коэффициент использования при i = 1,5, подвесного светильника. По каталогу завода Ф1=0,64 и Ф2=0,80-0,64=0,16.
Кривая силы света в нижней полусфере по форме наиболее близка к кривой Д.
Пользуясь таблицами, находим

Пример 2. В помещении, для которого выше определен индекс, установлено 12 светильников ППР и требуется обеспечить Е=30 лк при k=1,5. Задано .
При указанных данных и i=1,5 по табл. (как таб. 5-3) находим η =0,32, откуда

Выбираем лампу 200 Вт, 2800 лм.

Пример 3. В том же помещении установлено три продольных ряда светильников ЛДОР с лампами ЛБ и требуется обеспечить Е=300 лк при k=1,5. В табл. (как таб. 5-3) находим η =0,44. Поток ламп одного ряда

Таблица 5-19 Коэффициенты использования светового потока светильников с типовыми кривыми силы света, излучаемого в нижнюю полусферу

Таблица 5-20 Коэффициенты использования светового потока светильников (любого типа), излучаемого в верхнюю полусферу

Упрощенные формы метода коэффициента использования

коэффициент запаса (при его значениях, отличающихся от указанных в таблицах, допускается пропорциональный пересчет значений удельной мощности);

значения расчетной высоты;

выбираются все решения по освещению помещения, включая число светильников N;
по соответствующей таблице находится удельная мощность w ;
определяется единичная мощность лампы по формуле

выбирается ближайшая стандартная лампа.

При люминесцентных лампах:

выбираются все решения по освещению помещений, включая число рядов светильников n и спектральный тип лампы;
по соответствующей таблице находятся значения удельной мощности w для ламп данной мощности или нескольких возможных к применению мощностей;
для тех же ламп определяется необходимое число светильников в ряду делением wS на мощность одного светильника и осуществляется компоновка ряда, как рассмотрено выше.

Значения удельной мощности для одного из типов светильников приведены в табл. 5-21.

Таблица 5-21 Удельная мощность общего равномерного освещения. Светильник У15

Пример 1. Необходимо произвести расчет по удельной мощности для того же задания, что и в примере 2 раздела.
По табл. (пример 5-21) находим w = 9,8_Вт/м2, но так как в таблице учтен k =1,3, а задано k =1,5, пропорциональным пересчетом получаем w = 11,3 Вт/м2. Отсюда

Рис. 5-1. График для определения числа светильников с лампами ЛБ-40.

Таблица 5-50 Определение мощности лампы для малых помещений при установке в помещении одного светильника

Пример светотехнического расчета по методу коэффициента использования: подробный разбор формулы

Светотехнический расчет освещения может выполняться разными методами:

Методом удельной мощности. Считается одним из самых простых, но имеет один главный минус – не дает точных значений. Рекомендован только для получения приближенных значений.

Точечным методом. Подходит для расчета местного освещения, в том числе на участках с затенением, перепадами высот или наклонными поверхностями. Для подсчета общего освещения метод достаточно сложен, поскольку не учитывает некоторые важные составляющие.

Коэффициента использования светового потока. Наиболее удобный и широко применяемый метод светотехнического расчета общего освещения. Идеален для помещений без перепадов высот по горизонтали. Имеет один минус – не позволяет определить затененные участки.

Расчет освещения по методу коэффициента использования

Светотехнический расчет промышленного здания можно произвести по методу коэффициента использования светового потока. В таком случае основной величиной, которую нужно вычислить, становится световой поток светильника – Fрасч.. Его вычисляют по следующей формуле:

Fрасч. = Eн · S · K3 · z/N · ƞ

Eн – нормативная степень освещенности (лк). Ее определяют по таблице 4.1 СП 52.13330.2016 ( требования к освещению промышленных предприятий ) в зависимости от характеристики зрительной работы. В качестве примера для светотехнического расчета промышленного здания можно взять работы наивысшей точности с объектом различения менее 0,15 мм при малом контрасте на темном фоне. Для них искусственная освещенность должна составлять 500 лк от общего освещения и 5000 лк всего.

S – площадь помещения (м2). Берется площадь помещения, для которого производится светотехнический расчет. Определяется по стандартной формуле S = A · B, где A – ширина, м, а B – длина, м.

K3 – коэффициент запаса. Зависит от степени запыленности производственного помещения. Значение коэффициента можно найти в таблице 3 СНиП 23-05-95*.

z – коэффициент неравномерности освещения или минимальной освещенности, отношение Eср/Eмин. Eср определяют по СП 52.13330.2016, а Eмин (наименьшее значение освещенности в помещении). Согласно п. 7.9 СНиП 23-05-95*, значение z составляет 1,3 для работ I-III категории в случае применения люминесцентных ламп, 1,5 – для других источников света, а для работ IV-VII разрядов – 1,5 и 2,0 соответственно. Если светильники можно установить только на колоннах, стенах или площадках, то допускается принимать z, равное 3,0.

N – количество светильников. Рассчитывается на основе выбранной схемы освещения помещения по формуле N = R · LR.

Для начала необходимо определить число рядов светильников R:

R = (A – x)/L,

где A – ширина помещения, м;

x – расстояние от края помещения до светильников, м;

L – расстояние между лампами в рядах и между рядами, м.

L определяют, исходя из условий L/Hр=1,0 для люминесцентных ламп и L/Hр = 0,6 для ламп накаливания, ДРЛ и светодиодных светильников .

Hр здесь представляет собой расстояние от лампы до рабочей поверхности: Hр = H – (hс + hр), где H – высота помещения (м), hс – высота свеса лампы от потолка, hр – расстояние от рабочей поверхности до пола (м).

Число светильников в ряду LR определяют по формуле: LR = (B – y)/L, где B – длины помещения (м), y – расстояние от края ряда (м).

Ƞ – коэффициент использования светового потока (%). Отношение светового потока ламп к потоку, падающему на рабочую поверхность. Для определения коэффициента необходимо воспользоваться справочной литературой. Значения параметра приведены в таблице.

Читайте также: