Расчет прожекторного освещения

Расчет прожекторного освещения по световому потоку прожектора позволяет определить необходимое количество прожекторов для обеспечения заданной освещенности на данной территории.

Выбор типа прожектора зависит от площади освещаемых территорий и технологических процессов, выполняемых на них. Светотехнические характеристики прожекторов приведены в табл. 8.1 [17].

Таблица 8.1

Светотехнические характеристики прожекторов

 

Типы осветительного прибора	Тип лампы	Макси-мальная сила света, кд	Коэффициент усиления	Угол рассеивания, град, в плоскости	КПД, %
горизон-тальной	вертикаль-ной
ПЗС-45	Г-220-1000 ДРЛ-700	130 000 30 000	15,2			-
ПЗС-35	Г-220-500 ДРИ-500	50 000 286 000				-
ПЗС-25	Г-220-200 ДРЛ-125	16 000				-
ПСМ-50-1	Г-220-1000 ДРЛ-700	120 000 52 000	19,7			-
ПКН-1000-1	КИ-220-1000-5	75 000
ПКН-1500-1	КИ-220-1500	110 000
ПКН-2000-1	КИ-220-2000-4	140 000
ПЗР-400-VI	ДРЛ-400	19 000	10,5
СЖКс-20	ДКсТ-20000	320 000

 

Освещенность территорий железнодорожных станций регламентируется ОСТ 32.120-98 «Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта» [14].

В табл. 8.2 [14] представлены нормированные значения освещенности станций.

Таблица 8.2

Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта (извлечение из ОСТ 32.120-98)

 

Объекты	Освещенность, лк	Плоскость нормирования освещенности
Сортировочные и крупные участковые станции: пути и горловины парков приема и отправления сортировочные и вытяжные пути тормозные позиции, хвостовая часть сортировочного парка, ремонтные пути, участок расцепки		Поверхность земли − Вертикальная вдоль оси пути, горизонтальная на поверхности земли
Остальные участковые станции:
пути приема-отправления		Поверхность земли
сортировочные пути		−
сортировочные горки		−
Промежуточные станции с погрузкой-выгрузкой		−
Остальные промежуточные станции, разъезды		−
Пути пассажирских и технических станций		Поверхность земли
Междупутье на открытых путях экипировки локомотивов		−
Грузовые платформы		Поверхность платформы
Пассажирские платформы	2 − 10	Поверхность земли

Высота прожекторной мачты определяется с учетом ограничения слепимости по формуле

(8.1)

где Н – высота прожекторной мачты, м;

I_max – максимальная сила света прожектора по оптической оси, кд;

с – коэффициент, зависящий от нормы освещенности для данной территории.

Значения коэффициента с приведены в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Значения коэффициента с

 

Норма освещенности, лк
Коэффициент с

 

После определения высоты прожекторной мачты выбирается стандартное значение, ближайшее к расчетному из ряда: 15, 21, 28, 35, 40 м.

Установка прожекторов выполняется одиночной или групповой.

В целях уменьшения затенения каждое междупутье должно освещаться с двух сторон (рис. 8.1).

 

 

 

 

 

 

Рис. 8.1. Схема расположения прожекторных мачт

Во избежание сплошных теней необходимо выполнение следующих условий:

, (8.2)

где в – расстояние между мачтами по ширине парка, м.

Расстояние l между прожекторными мачтами по длине парка определяем из выражения 8.3)

где l – расстояние между прожекторными мачтами, м.

Количество мачт по ширине парка определяется по формуле

(8.4)

где N_ш – количество мачт по ширине парка, шт.;

В – ширина парка, м.

Количество мачт по длине парка определяется по формуле

(8.5)

где N_дл – количество мачт по длине парка, шт.;

L – длина парка, м.

Общее число прожекторных мачт определяем из выражения

(8.6)

Площадь освещаемой территории объекта определяется по формуле

(8.7)

Общее число прожекторов определяется по формуле

(8.8)

где n – общее число прожекторов;

Е_н – нормированное значение освещенности, лк (табл. 8.2);

S – площадь освещаемой территории, м²;

К – коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и окружающую среду (принимается К = 1,5);

V – коэффициент, учитывающий рельеф местности (принимается V = 1,15¸2);

Z – коэффициент неравномерности освещения (принимается Z = 2…5).

Световой поток прожектора принимается из выражения

(8.9)

где F_л – световой поток лампы, лм (табл. 8.2) [15].

Таблица 8.4

Светотехнические характеристики источников света

 

Наименование ламп	Тип лампы	Мощ-ность, Вт	Напря-жение в лампе, В	Свето-вой поток, лм	Световая отдача, лм/Вт	Средняя продол-жительность горения, ч
Накаливания осветительные общего назначения	Г-220/300 Г-220-500 Г-220-750 Г-220-1000			13 100 18 800	15,6 16,4 17,5 18,5
Накаливания кварцевые галогеновые	КГ-220-1000-5 КГ-220-1500 КГ-220-2000-4 КГ-220-5000 КГ-220-10000	10 000		22 000 33 000 44 000 110 000 220 000	22,0 22,0 22,0 22,0 22,0
Ртутные дуговые высокого давления с исправленной цветностью	ДРЛ-250 ДРЛ-400 ДРЛ-700 ДРЛ-1000-2			13 500 24 000 41 000 59 000	42,0 48,5 47,0 50,0
Ртутные металлогалогено– вые	ДРИ-250 ДРИ-400 ДРИ-700			19 000 35 000 60 000	55,0 63,0 80,0
Дуговые ксеноновые трубчатые	ДКсТ-10000 ДКсТ-20000	10 000 20 000		250 000 694 000	23,0 29,0

 

Для обеспечения оптимального использования светотехнических характеристик прожектора необходимо обеспечить требуемый наклон оптической оси прожектора к горизонту q, град.

Схема определения оптимального угла наклона оптической оси прожектора к горизонту представлена на рис. 8.2.

 

 

 

Рис. 8.2. Схема определения угла наклона оптической оси прожектора

 

При изменении угла наклона прожектора (угла между направлением оптической оси прожектора и горизонтом) значительно изменяются освещенность, форма и площадь светового пятна.

Применение малых углов наклона оправдано в случае необходимости освещения далеко расположенных объектов или для создания освещенности в вертикальной плоскости.

При больших углах наклона световое пятно находится в непосредственной близости от основания прожекторной мачты. Затем с уменьшением угла наклона оно перемещается все дальше и дальше от мачты и приобретает эллиптическую форму.

Площадь светового пятна вначале возрастает до определенного предела, а затем начинает уменьшаться, и при некотором значении угла наклона световое пятно превращается в точку, которая по своему расположению совпадает или находится вблизи точки пересечения прожектора с освещаемой горизонтальной плоскостью.

Угол наклона прожектора, при котором площадь, ограниченная кривой одинаково заданной освещенности, имеет максимальное значение, является наиболее выгодным.

Оптимальный угол наклона определяется из следующего выражения:

(8.10)

где q − оптимальный угол наклона оптической оси прожектора к горизонту, град.;

m и n – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа прожектора.

Значения коэффициентов m и n приведены в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Значения коэффициентов m и n

Тип прожектора	Мощность лампы, Вт	Напряжение лампы, В	Коэффициенты
m	n
ПЗС-35
ПЗС-45				6,6

Пример расчета прожекторного освещения