Расчет искусственного освещения методом удельной мощности

 

4.1 Цель работы: рассчитать количество светильников искусственного освещения методом удельной мощности для помещения соответственно его функциональному назначению.

 

Содержание работы

 

Удельная мощность осветительной установки определяется как частное от деления общей мощности установленных в помещении ламп на площадь помещения (Вт/м²).

, (4.1)

где P_л – мощность одной лампы, Вт;

n – число ламп;

S – площадь помещения, м².

Формула (4.1) может быть получена путем преобразования формулы (3.1), если ввести в нее следующие величины: W - удельную мощность, Вт/м²; η – световую отдачу, лм/Вт. Учитывая, что , формулу (3.1) приводим к виду:

, (4.2)

откуда

, (4.3)

Подставляя полученное выражение для P_л в формулу (4.1), находим выражение для удельной мощности:

. (4.4)

Такая форма записи удельной мощности показывает, что W зависит от тех же показателей, которые оказывают влияние на коэффициент использования U_oy. В таблицах 4.1 - 4.3 приводятся данные об удельной мощности для светильников прямого сета с типовыми кривыми силами света.

Удельная мощность является важнейшим энергетическим показателем осветительной установки, широко используемым для оценки экономичности решений и для предварительного определения осветительной нагрузки на начальных стадиях проектирования.

Допускается для общего равномерного освещения вместо полного светотехнического расчета определять мощность и число ламп по таблицам удельной мощности. Не следует рассчитывать по таблицам удельной мощности освещение таких помещений, как гардеробы и санузлы, по существу, являющиеся локализованными. Таблицами удельной мощности необходимо пользоваться в пределах данных, для которых они составлены.

 

Таблица 4.1 – Удельная мощность общего равномерного освещения светильниками с ЛН мощностью 60 Вт

, м	, м^2	Удельная мощность , Вт/м^2, светильников с КСС. Освещенность 100 лк; условный КПД = 100 %; ; ; ; ;
Д-1	Д-2	Д-3	Г-1	Г-2	Г-3
1,5 - 2,0	10 - 15	24,6	23,5	23,0	19,8	17,4	16,9
15 - 25	23,9	21,5	20,1	17,6	15,8	15,6
25 - 50	21,1	19,5	17,6	15,8	14,7	14,4
50 - 150	17,8	16,2	15,3	14,1	13,3	13,2
150 - 300	16,2	15,1	14,4	13,6	13,1	13,1
Свыше 300	15,4	14,4	13,6	13,2	12,8	12,8
2,0 - 3,0	10 - 15	34,2	30,2	28,8	23,9	20,8	20,1
15 - 25	27,5	24,4	24,4	20,8	18,1	17,6
25 - 50	24,4	21,8	20,8	18,1	16,2	15,2
50 - 150	20,1	18,1	16,4	15,1	14,2	13,9
150 - 300	17,6	16,0	15,3	13,9	13,3	13,3
Свыше 300	15,4	14,4	13,6	13,2	12,8	12,8
3,0 - 4,0	10 - 15	60,3	48,7	Продолжение таблицы 4.1 39,6	31,7	26,4	25,3
15 - 20	45,2	38,4	33,3	26,9	22,6	22,2
20 - 30	34,2	30,2	28,8	23,9	20,4	20,1
30 - 50	27,5	24,4	24,4	20,8	18,1	17,7
50 - 120	23,5	21,1	19,8	17,3	15,6	15,4
120 - 300	20,1	17,8	16,4	14,9	14,1	14,1
Свыше 300	16,0	15,1	14,4	13,5	13,1	13,1

 

Таблица 4.2 – Удельная мощность общего равномерного освещения светильниками с ЛН мощностью 100 - 200 Вт

, м	, м^2	Удельная мощность , Вт/м^2, светильников с КСС. Освещенность 100 лк; условный КПД = 100 %; ; ; ; ;
Д-1	Д-2	Д-3	Г-1	Г-2	Г-3
2 - 3	10 - 15	28,8	25,4	24,3	20,1	17,5	16,9
15 - 25	23,2	20,5	20,5	17,5	15,2	14,8
25 - 50	20,5	18,4	17,5	15,2	13,7	13,3
50 - 150	16,9	15,2	13,9	12,7	12,0	11,7
150 - 300	14,8	13,2	12,9	11,7	11,2	11,2
Свыше 300	13,0	12,1	11,5	11,1	10,8	10,8
3 - 4	10 - 15	50,8	41,1	33,4	26,7	22,2	21,3
15 - 25	38,1	32,3	28,1	22,7	19,1	18,7
20 - 30	28,8	25,4	24,3	20,1	17,2	16,9
30 - 50	23,2	20,5	20,5	17,5	15,2	14,9
50 - 120	19,8	17,8	16,7	14,6	13,2	13,0
120 - 300	16,9	15,0	13,9	12,6	11,9	11,9
Свыше 300	13,5	12,7	12,1	11,4	11,0	11,0
4 - 6	10 - 17	97,1	62,8	53,4	36,8	28,1	28,8
17 - 25	59,3	46,4	38,1	28,8	23,7	23,7
25 - 35	42,7	38,1	30,5	24,3	20,5	20,9
35 - 50	33,3	28,8	26,0	21,3	18,4	18,1
50 - 80	24,3	22,2	22,2	18,7	16,2	15,7
80 - 150	21,8	19,4	18,7	16,2	14,4	14,0
150 - 400	18,4	16,4	15,2	13,7	12,6	12,3
Свыше 400	14,4	13,3	12,7	11,7	11,4	11,1

 

Таблица 4.3 – Удельная мощность общего равномерного освещения светильниками с ЛП типа ЛБ40

, м	, м^2	Удельная мощность , Вт/м^2, светильников с КСС. Освещенность 100 лк; условный КПД = 100 %; ;
Д-1	Д-2	Д-3	Г-1
при , ,
0,7; 0,5; 0,1	0,5; 0,3; 0,1	0,7; 0,5; 0,1	0,5; 0,3; 0,1	0,7; 0,5; 0,1	0,5; 0,3; 0,1	0,7; 0,5; 0,1	0,5; 0,3; 0,1
2 - 3	10 - 15	4,9	6,1	4,4	5,2	4,3	5,0	3,7	4,1
15 - 25	4,0	4,8	3,7	4,2	3,7	4,2	3,3	3,6
25 - 50	3,6	4,2	3,3	3,8	3,2	3,6	2,9	3,1
50 - 150	3,1	3,5	2,8	3,1	2,7	2,9	2,5	2,6
150 - 300	2,7	3,0	2,6	2,8	2,5	2,6	2,4	2,5
Свыше 300	2,5	2,7	2,4	2,5	2,3	2,5	2,2	2,3
3 - 4	10 - 15	7,6	10,5	6,7	8,5	5,6	4,9	6,9	5,5
15 - 20	7,8	5,4	6,7	4,9	5,8	4,2	4,7	4,7
20 - 30	4,9	5,9	4,4	5,2	4,2	5,0	3,7	4,2
30 - 50	4,0	3,7	4,6	3,7	3,7	4,2	3,2	3,6
50 - 120	3,5	4,1	3,2	3,7	3,1	3,4	2,8	3,0
120 - 300	3,0	3,5	2,8	3,1	2,7	2,9	2,5	2,6
Свыше 300	2,6	2,8	2,5	2,6	2,4	2,3	2,2	2,3
4- 6	10 - 17	10,5	20,0	9,6	12,9	8,1	11,0	6,3	7,6
17 - 25	8,5	12,2	7,1	9,6	6,5	7,8	5,1	5,9
25 - 35	7,1	8,8	5,9	7,8	5,1	6,3	4,4	5,0
35 - 50	5,5	6,9	4,9	5,9	4,5	5,4	3,8	4,4
50 - 80	4,2	5,0	3,8	4,6	4,0	4,6	3,4	3,8
80 - 150	3,8	4,5	3,4	4,0	3,4	3,8	3,1	3,3
150 - 400	3,3	3,5	3,1	3,4	2,9	3,1	2,6	2,8
Свыше 400	2,7	3,0	2,6	2,8	2,5	2,6	2,3	2,4

 

При пользовании таблицами (4.1 - 4.3) следует учитывать следующие особенности:

- если коэффициент запаса, принятый для расчета, отличается от указанных в соответствующей таблице, то допускается пропорциональный перерасчет удельной мощности;

- табличные значения удельной мощности соответствуют номинальному напряжению 220 В;

- в таблицах приведены W для условного КПД = 100%; расчетное значение W для освещенности 100 лк от реально применяемых светильников определяется делением табличного значения W _100% на выраженный в долях единицы КПД светильников;

- при составлении таблиц удельной мощности не учитывалась форма помещения и коэффициент использования определялся по формуле:

, (4.5)

- что является достаточно точным при А / В £ 3.

Приводимые в таблицах W для E = 100 лк изменяются пропорционально при рассчитываемых E_н.

Таблицы 4.1 - 4.3 рассчитывались для светильников прямого света при отношении расстояний между ними или между их рядами к высоте подвеса L: h = 0,4 для КСС типов Г-3, К-1, К-2; L: h = 1,0 для КСС типов Д-3, Г-1, Г-2 и L: h = 1,5 для КСС типов Д-1, Д-2, а также при полном совпадении данных, для которых составлены эти таблицы.

При применении светильников с люминесцентными лампами сохраняется прежний порядок расчета освещения помещений, включая определение числа рядов светильников N и типа лампы:

- по соответствующей таблице находится удельная мощность для ламп данной мощности или нескольких возможных к применению мощностей;

- определяется необходимое число светильников в ряду:

, (4.7)

и осуществляется их компоновка.

Порядок выполнения работы

Каждый студент получает индивидуальное задание, в котором даны исходные данные для расчета искусственного освещения помещения. В соответствии с данными необходимо рассчитать требуемое количество светильников.

 

Пример расчета. В помещении площадью с , ; на расчетной высоте предполагается установить светильники типа ЛСП02-2´40-10 (КСС типа Д-3, КПД - 60%) с ЛЛ типа ЛБ. Определить число светильников, необходимое для создания освещенности при коэффициенте запаса и коэффициенте неравномерности .

 

По таблице 4.3 находится . Но так как в таблице 4.6 ; и КПД = 100%, пропорциональным пересчетом определяется значение:

.

Число светильников

Таким образом, предусматривается 3 ряда по 12 светильников в каждом.

 

 

Лабораторная работа № 5

 

5 Определение расчетной звукоизолирующей
характеристики ограждающей конструкции

 

5.1 Цель работы: определить расчетную звукоизолирующую частотную характеристику заданной ограждающей конструкции.

 

Содержание работы

 

Частотную характеристику изоляции воздушного шума акустически однородной (однослойной) плоской ограждающей конструкцией сплошного сечения с поверхностной плотностью от 100 до 1000 кг/м² из бетона, железобетона, кирпича и тому подобных материалов следует определять, изображая ее в виде ломаной линии, аналогичной линии ABCD на рис. 5.1.

 

Рисунок 5.1 – Частотная характеристика изоляции воздушного шума
однослойным плоским ограждением

 

Абсциссу точки В - следует определять по таблице 5.1 в зависимости от толщины и плотности материала конструкции. Значение следует округлять до среднегеометрической частоты третьоктавной полосы частот, в пределах которой находится . Границы третьоктавных полос приведены в таблице 5.2.

Ординату точки В – следует определять в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности по формуле:

. (5.1)

 

Таблица 5.1

Плотность бетона, g, кг/м^3	, Гц
³1800	28500/h
	29500/h
	30500/h
	31500/h
	32500/h
	33500/h
	34500/h
	35500/h
	36500/h
	38500/h
	39500/h

Примечание: l. h - толщина ограждения в мм.

2. Для промежуточных значений g частота определяется интерполяцией.

 

Таблица 5.2.

Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы	Границы 1/3-октавной полосы
	45-56
	57-70
	71-80
	89-111
	112-140
	141-176
	177-222
	223-280
	281-353
	354-445
	446-561
	562-707
	708-890
	891-1122
	1123-1414
	1415-1782
	1783-2244
	2245-2828
	2829-3563
	3564-4489
	4490-5657

 

Эквивалентная поверхностная плотность определяется по формуле

, кг/м², (5.2)

где - поверхностная плотность, кг/м² (для ребристых конструкций принимается без учета ребер),

- коэффициент, определяемый по таблице 5.3, для сплошных ограждающих конструкций плотностью 1800 кг/м³ и более .

Для ограждений из железобетона и бетона плотностью g³1800 кг/м³ с круглыми пустотами коэффициент определяется по формуле:

, (5.3)

где - момент инерции сечения, м⁴;

- ширина сечения, м;

- приведенная толщина сечения, м.

Для сплошных ограждающих конструкций из бетона на легких заполнителях коэффициент определяется по таблице 5.3.

 

Таблица 5.3

Вид материала	Марка	Плотность
Керамзитобетон	М-100	1500-1550	1,1
	1300-1450	1,2
		1,3
		1,4
М150-200	1700-1750	1,1
	1500-1650	1,2
	1350-1450	1,3
		1,4
Перлитобетон	М-100		1,3
	1100-1200	1,4
	950-1000	1,5
Аглопоритобетон	М-100	1550-1650	1,1
	1300-1500	1,3
М-150	1500-1800	1,2
Шлакопемзобетон	М-100	1600-1700	1,2
М-150	1700-1800	1,2
Бетон на вулканическом шлаке, пемзе, туфе	М-100	1500-1650	1,2
	1300-1400	1,3
М-150	1600-1800	1,1
		1,2
М-200		1,2
Газобетон, пенобетон, газосиликат	М-70		1,5
		1,6
		1,7
Кладка из кирпича, пустотелых керамических блоков		1500-1600	1,1
	1200-1400	1,2
Гипс, гипс поризованный, гипс с легкими заполнителями	М-80		1,3
М-100		1,4

 

Для ограждающих конструкций из легких бетонов с круглыми пустотами коэффициент K определяется как произведение коэффициентов, определенных отдельно для сплошных конструкций из легких бетонов и конструкций с круглыми пустотами.

Значение следует округлять до 0,5 дБ.

Построение частотной характеристики производится в следующей последовательности: из точки В влево проводится горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В проводится отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой = 65 дБ, из точки С вправо проводится горизонтальный отрезок CD. Если точка С лежит за пределами нормируемого диапазона частот ( > 3150 Гц), отрезок CD отсутствует.

Расчеты, изложенные выше, дают достоверные результаты при отношении толщины разделяющего ограждения (подлежащего расчету) к средней толщине примыкающих к нему ограждений в пределах

При других отношениях толщин необходимо учитывать изменение звукоизоляции DR за счет увеличения или уменьшения косвенной передачи звука через примыкающие конструкции.

 

Порядок выполнения работы

Каждый студент получает индивидуальное задание, в котором даны исходные данные для определения частотной характеристики звукоизолирующей способности. В соответствии с этими данными необходимо определить частотную характеристику ограждающей конструкции.

 

Пример расчета 1. Построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой из тяжелого бетона плотностью 2300 кг/м³ и толщиной 100 мм.

Построение частотной характеристики производим в соответствии с рисунком 5.1. Определяем поверхностную плотность ограждения , в данном случае . Находим частоту, соответствующую точке В, по таблице 5.1

(Округляем до среднегеометрической частоты 1/3 октавной полосы, в пределах которой находится ).

Определяем ординату точки В:

.

Из точки В влево проводим горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В - отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой 65 дБ. Точка С соответствует частоте 10000 Гц, т.е. находится за пределами нормируемого диапазона частот.

Рассчитанная частотная характеристика изоляции воздушного шума рассмотренной перегородки приведена на рис. 5.3.

В нормируемом диапазоне частот она составляет:

f, Гц

R, дБ

Рисунок 5.3 – Расчетная частотная характеристика

 

Пример расчета 2. Построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой из керамзитобетона марки 100, плотностью 1400 кг/м³ и толщиной 120 мм.

Определяем поверхностную плотность ограждения . Находим частоту, соответствующую точке В, по таблице 5.1.

.

(Округляем до среднегеометрической частоты 1/3-октавной полосы, в пределах которой находится ).

Определяем ординату точки В. По таблице 5.3 находим коэффициент ; следовательно, эквивалентная поверхностная плотность составляет , а величина

.

Из точки В влево проводим горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В - отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой 65 дБ. Точка С в нашем случае находится за пределами нормируемого диапазона частот (рисунок 5.4).

В нормируемом диапазоне частот изоляция воздушного шума перегородкой составляет:

f, Гц

R, дБ

Рисунок 5.4 – Расчетная частотная характеристика

 

Лабораторная работа № 6