Расчет искусственного освещения

7.1. Расчет искусственного освещения заключается в определении числа и мощности источников света, обеспечивающих нормированную (с учетом коэффициентов запаса) освещенность, либо в определении по заданному размещению светильников и мощности источников света, используемых в них, создаваемой ими освещенности на указанных в нормах рабочих поверхностях.

7.2. Освещенность Е _р.п на рабочей поверхности создается световым потоком, поступающим непосредственно от светильнике» (прямая составляющая освещенности Е _п.с и отраженным, падающим на расчетную поверхность в результате многократных отражений от стен, потолка, пола, оборудования (отраженная составляющая освещенность Е _о.с):

Е _р.п= Е _п.с+ Е _о.с.

7.3. Прямая составляющая освещенности рассчитывается на основе кривой силы света светильника и расположения светильников относительно выбранной точки на рабочей поверхности и поэтому ее значения на отдельных участках рабочей поверхности могут быть различными.

7.4. Отраженная составляющая освещенности определяется световым потоком, падающим на отражающие поверхности непосредственно от светильников, т.е. определяется светораспределением светильников, отражающими свойствами ограждающих поверхностей, а также соотношением размеров освещаемого помещения.

7.5. Метод расчета прямой составляющей освещенности выбирается в зависимости от применяемых светящих элементов проектируемой ОУ. В зависимости от соотношения размеров светящих элементов и расстояний их до освещаемой поверхности все разновидности светящих элементов можно разделить на три группы: точечные, линейные и светящие поверхности.

Точечность светящего элемента определяется его относительными размерами по отношению к расстоянию до освещаемой точки пространства. Практически принято считать светящее тело точечным, если его размеры не превышают 0,2 расстояния до освещаемой точки.

В практике расчета точечный светильник принимается за светящую точку с условно выбранным световым центром, характеризуемым силой света по всем направлениям (рис. 65).

К точечным светящим элементам относятся: прожекторы, светильники с ЛН и газоразрядными лампами типов ДРЛ, ДРИ, НЛВД, НЛНД и т.п.

 

 

Рис. 65. Координаты, определяющие положение точечного светящего элемента относительно расчетной точки

 

 

Рис. 66. Координаты, определяющие положение линейного светящего элемента относительно расчетной точки

 

К линейным светящим элементам относятся светящие элементы, имеющие несоизмеримо малые размеры по одной из осей по сравнению с размерами по другой оси.

В практике расчета к светящим линиям относятся излучатели, длина которых превышает половину расчетной высоты h _p. К светящим линиям относятся люминесцентные светильники, расположенные непрерывными линиями или линиями с разрывами, а также протяженные светящие панели, длина которых соизмерима с расстоянием до освещаемой поверхности. Основной характеристикой линейных источников является удельная сила света, под которой понимают силу света, излучаемую единицей длины источника (1 м) в плоскости, перпендикулярной его оси, и кривые силы света в продольной и поперечной плоскостях. Положение светящей линии относительно точки расчета определяется: h _p - высотой расположения светящей линии относительно расчетной точки и двумя углами; g в поперечной плоскости, перпендикулярной оси лампы и проходящей через точку расчета, и углом j, под которым видна светящая линия из точки расчета (рис. 66).

К светящим поверхностям, для которых нельзя применить закон квадратов расстояний из-за значительной погрешности, возникающей в расчете, относятся установки отраженного света в виде световых потолков или ниш; панели, перекрытые рассеивателями или экранирующими решетками. Размеры этих светящих элементов соизмеримы с расстоянием до расчетной точки. Светящие элементы этой группы характеризуются следующими показателями: формой и размером светящей поверхности, распределением яркости по различным направлениям пространства и по самой светящей поверхности. Световые потолки в установках отраженного света, а также световые потолки и панели, перекрытые рассеивателями, обладают практически одинаковой яркостью по всем направлениям пространства. Исключение составляют светящие поверхности, перекрытые экранирующими решетками, защитный угол которых может существенно влиять на распределение яркости в пространстве. При расчете ОУ этого типа можно принимать яркость светящей поверхности, равной ее среднему значению.

Наибольшее применение при проектировании получили светящие элементы первой и второй групп.

Использование светящих поверхностей, требующих значительной установленной мощности, может быть оправданным в установках архитектурного освещения, когда кроме утилитарных требований, предъявляются также дополнительные архитектурно-художественные требования.

Необходимо иметь в виду, что в зависимости от условий применения светящий элемент может быть отнесен к различным группам. Так, линейный светящий элемент может рассматриваться как точечный, если его длина в два раза меньше расстояния до точки, в которой определяется создаваемая им освещенность, при этом погрешность при расчете не превышает 5%. Аналогичное допущение может быть принято для светящего равнояркого круга, если расстояние, на котором определяется освещенность, в 2,5 раза превышает диаметр круга.

Подход к расчету отраженной составляющей является общим для всех трех групп светящих элементов, он заключается в определении первоначально попавшего от светильников светового потока на отражающие поверхности ограждающих помещение конструкций.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА ОСВЕЩЕННОСТИ ОТ ТОЧЕЧНОГО СВЕТЯЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

7.6. Положение симметричного светильника относительно расчетной точки в общем случае определяется: h _p - высотой расположения светильника относительно расчетной плоскости; a и j - углами, определяющими направление силы света в расчетную точку (рис. 65).

Если светильник находится на расстоянии от расчетной поверхности, соизмеримом с его размером, его нельзя рассматривать как точечный. Светораспределение такого светильника определяется не кривой силы света, а кривыми равной освещенности в расчетной плоскости. Поэтому расположение светильника МО относительно расчетной точки будет определяться h _p и d, где d - расстояние от проекции оси светильника на освещаемую поверхность до расчетной точки.

Прямая составляющая освещенности Е _А от точечного излучателя с симметричным светораспределением в точке А (рис. 67) определяется по формуле

Е _А= I _acos³a(cosq±sinq/ h _р)/ h _p², (63)

где q - угол наклона расчетной плоскости по отношению к плоскости, перпендикулярной оси симметрии светильника (горизонтальная плоскость); a - угол между направлением силы света к расчетной точке и осью симметрии светильника ОО'; l _о - кратчайшее расстояние от проекции оси симметрии светильника на горизонтальную плоскость, проходящую через точку расчета до следа пересечения последней с расчетной плоскостью (рис. 67).

Для упрощения расчетных операций обычно пользуются графиком зависимости

cosq± l _osinq/ h _p²= f (l _o/ h _p)

для постоянных значений q (рис. 68). Определяя значения l _о, h _p и q, находим из графиков cosq +l _osinq/ h _р (сплошные линии) или cosq- l _osinq/ h _p (пунктирные линии).

Обычно ось симметрии светильников перпендикулярна расчетной горизонтальной плоскости (рис. 69), в этом случае освещенность горизонтальной плоскости в точке А-Е _г равна:

Е _г= I _acos³a/ h _p². (64)

При оси симметрии светильника, параллельной расчетной плоскости (рис. 70) q=p/2, освещенность в вертикальной плоскости Е _в, равна;

Е _в= I _a l _ocos³a/ h _p³= Е _г l _o/ h _p. (65)

 

 

Рис. 67. К расчету освещенности от тoчечнoгo светящего элемента с симметричным светораспределением

 

Рис. 68. Номограмма для определения f (l _o/ h _p)

 

Рис. 69. К расчету освещенности в горизонтальной плоскости

 

 

Рис. 70. К расчету освещенности в вертикальной плоскости

 

 

Рис. 71. Расположение светильников общего освещения (к примеру 1)