Расчет светового потока – Калькулятор освещенности помещения светодиодными светильниками

Важно! Вреден как недостаток, так и избыток света. Яркие пятна люминесцентных реклам и витринных окон, выполненных с превышением требований, загрязняют световой фон улиц.

Освещённость

Ограничения на расчеты освещенности

При первичных расчётах учитываются следующие значения:

• световой поток источников в светильнике;
• нормируемая освещённость;
• коэффициент запаса, зависящий от загрязнённости объекта и типа ламп;
• поправочный коэффициент – отношение средней освещённости к освещённости нормируемой;
• количество ламп;
• коэффициент использования светового потока;
• S помещения.

Теоретические расчёты содержат погрешность до 30%, значит, необходимы дополнительные измерения люксметром. При этом необходимо учитывать время суток и длительность пребывания человека в расчётном месте. Учитывается и конструктивное исполнение осветительного устройства: плафоны, крышки, стёкла. Защитные покрытия вносят искажения в характеристики ламп.

Особенности использования светодиодных ламп

Лидирующее место занимают LED-лампы, применяемые в современном освещении. В конструкцию входят от одного до нескольких светодиодов сразу. На первый взгляд это обычная лампа, но наличие электрической схемы и светоизлучающих элементов в сочетании с оптической системой обеспечивает иное качества излучения света. Изменяя количество светодиодов, можно менять мощность, применение разных оптических решений линзы позволяет фокусировать или рассеивать поток.

LED-лампы обладают рядом достоинств:

• отсутствие ультрафиолетовой части спектра;
• пульсация некоторых моделей менее 1%;
• экономичность;
• низкая теплоотдача;
• срок службы 100 000 ч.;
• минимальные размеры;
• мгновенное включение в полноценный режим.

К недостаткам можно отнести следующие пункты:

• стоимость;
• спектр излучения требует тщательного подбора;
• деградация кристалла;
• нейтральный и холодный оттенки в некоторых случаях влияют на регуляцию сна.

Параметры дешёвых китайских изделий нарушают все допустимые нормы качества освещения. При выборе ЛЭД-ламп следует тщательно изучить характеристики и приобретать изделия проверенных производителей.

Светодиодные лампы

Нормы освещения помещений по использованию (СНиП)

Подробные нормы для различных зданий и объектов можно посмотреть в СП 52.13330.2011 от 20.05.2011 года. Для комфортного и безопасного освещения желательно знать, какие параметры должны иметь бытовые помещения. Некоторые из них отражены в таблице.

Таблица параметров

Грамотно подобранное искусственное освещение по своему спектру приближается к дневному солнечному свету. Знание физических характеристик светового потока позволяет правильно выбрать и разместить источники этого вида излучения для обеспечения комфортной среды обитания.

Видео

amperof.ru

3.2 Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока

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

Ф_Р = Ф_П + Ф_ОТР (3.1)

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 < п • Ф

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки  отношение светового потока, падающего на гори­зонтальную поверхность, равную площади освещаемого помещения, к суммарному световому потоку всех источников света, размещенных в этом помещении:

К_И = Фр/п • Ф_Л. (3.2)

Из (3.2): коэффициент использования светово­го потока всегда меньше единицы и зависит от типа и КПД светильника, высоты подвеса, окраски стен, пола и потолка, площади и геомет­рических размеров помещения.

Каждый тип светильника характеризуется кривой си­лы света. Чем большая часть светового потока, излучаемая светильником, падает на освещаемую поверхность, тем меньше света поглощается стенами и потолком  следовательно, коэффициент исполь­зования возрастает.

С увеличением КПД потери светового потока в светильнике уменьшаются, а коэффициент использования возрастает. Чем выше подвешены светильники над рабочей поверхностью, тем ниже коэффициент использования. Чем светлее окраска стен и потолка, тем выше значения коэффици­ента отражения, растет и коэффициент использования.

Зависимость коэффициента использования от геометрических раз­меров помещения учитывается индексом (показателем) помещения i. Для прямоугольных помещений ин­декс i определяет эмпирическая формула:

i = L_L  L_B / Н_Р (L_L + L_B) (3,3)

где L_L и L_B  длина и ширина помещения, м.

Для каждого типа светильника в зависимости от индекса помеще­ния и коэффициентов отражения потолков, стен и расчетной поверхности вычислены коэффициенты использования светового потока, приведенные в таблицах (Приложения П1 и П2). В таблицах 2.132.15 даны характе­ристики светильников.

Средняя освещенность Е_СР горизонтальной поверхности:

Е_СР = (Фр/S) = К_И n  Ф_Л / S. (3,4)

Строительные нормы и правила (СНиП) устанавливают наимень­шие величины освещенности рабочих поверхностей. Поэтому при расче­те необходимо обеспечить нормированную минимальную, а не среднюю освещенность. Так как Ecp > 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 1,11,2. С течением времени освещенность от осветительной установки за счет загрязнения снижается. Для учета этого в расчетную формулу вводится коэффициент запаса К_ЗАП > 1. В таблице 3.2 приведены рекомендуемые величины К_ЗАП в зависимо­сти от степени загрязнения освещаемого помещения и периодичности чистки светильников с лампами накаливания и люминесцентными

Таблица 3.1 Значения поправочного коэффициента Z

Из (3.5) E_СР = Z • Е_MIN; введя коэффициент запаса К_ЗАП, после преобразований из (3.4) получим основное расчетное уравнение для определения светового потока каждой лампы освещаемого помещения

Ф_Л = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n . (3.6)

По вычисленному значению светового потока Ф_Л, выбирают стан­дартную лампу с ближайшим значением светового потока Ф₀. После это­го проверяют фактическую освещенность [лк] при выбранных лампах

Таблица 3.2 Значения коэффициентов запаса K_3АП

Пример 1. Определить число светильников и мощность ламп для освещения электроремонтного цеха длиной А = 72 м, шириной Б = 48 м и высотой Н = 12 м. Стены, потолок и пол имеют коэффициенты отражения соответственно Sc = 30 %, Sп = 50 % и Sр = 10 %. Размещение светильника приведено на рисунке 3.1

Решение. Учитывая разряд зрительной работы (таблица 1.1, п.36) и большую высоту помещения, принимаем для освещения цеха газоразрядные лампы типа ДРЛ. По таблице 1.1 устанавливаем норму осве­щенности в цехе, которая при газоразрядных лампах составляет 300 лк на уровне h₁= 0,8 м от пола. Для освещения цеха принимаем светильники типа СДДРЛ.

В соответствии с рисунком 3.1 определяем высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью: Нр=Н – hр  hс = 12  0,8 – 1,2 = 10 м.

По формуле (3.3) определяем индекс помещения:

i = АВ/ Н_Р (А + Б) = 72  48 / 10 (72 + 48) = 3456 / 1200 = 2,88 = 3

По таблице П2 находим коэффициент использования светового пото­ка Ки.

При Sп = 50 %, Sc =30 %, Sp =10 % и i = 3 коэффициент использования Ки = 0,74.

Применяя формулу (3.6) при n = 1, находим суммарный световой поток, необходимый для создания освещенности в Е_MIN = 300 лк:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n =

= 300  1,5  1,1 72  48 / 0,74 1 = 1541189 лм.

Принимаем для освещения лампу ДРЛ мощностью 700 Вт и по табл. 2.7 находим ее световой поток Ф_Л = 40000 лм.

Необходимое число ламп определяем как частное от деления Ф_{Л СУММ}

на световой поток одной лампы Ф_Л = 40000 лм:

n _Л = Ф_{Л СУММ} / Ф_Л0 =1541189 / 40000 = 38,6 = 40 шт.

Распределяем эти лампы по длине цеха в 4 ряда по 10 ламп в каж­дом ряду.

Пример 2. Рассчитать освещение учебной аудитории вуза, которая имеет: длину А = 15 м, ширину В = 6 м, высоту Н = 4 м. Коэффициенты отражения потолка, стен и пола имеют значе­ния соответственно Sп = 70 %, Sс = 50 % и Sр = 10 %. Расчеты выполнить для двух вариантов: для ламп накаливания и люминесцентны­х ламп.

Решение. Вариант 1. Светильники размещаем на вершинах треугольника (Рисунок 3.2). Освещение аудитории осуществляется лампами нака­ливания. Используются светильники типа ПО02 (шар молочного стекла). Норма освещенности согласно таблицы 1.5 при использовании ламп накали­вания составляет Е_MIN = 150 лк на уровне рабочей поверхности h_P = 0,8 м от пола.

При указанном размещении светильников их общее количество в аудитории будет равно п_СВ = 14 шт, в каждом по одной лампе п_ЛС = 1 шт, итого число ламп; п_Л = п_СВп_ЛС = 14  1 = 14 шт.

Высота подвеса светильника над рабочим столом:

Нр = Н – hс hр = 4  0,4 – 0,8 = 2,8 м.

Индекс помещения по формуле (3.3) составит:

i = L_L L_B / Н_Р (L_L+ L_B) = 15  6/ 2,8 (15 + 6) = 1,53 = 1,5

По табл. ПI для светильника ПО02 (шар) находим коэффициент использования светового потока, который равен К_И = 0,36 . По формуле (3.6) рассчитываем световой поток лампы, необходимый для освещения:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n =

= 150  1,3  1 15  6 / 0,36 14 = 3482 лм.

В этой формуле К_ЗАП = 1,3 (для ламп накаливания) и Z = 1 в соответ­ствии с таблицей 3.1.

В соответствии с расчетным световым потоком Ф_Л =3482 лм по таблице 2.1 выбираем лампу типа Г300 мощностью 300 Вт со световым по­током 4600 лм. С этой лампой освещенность будет выше нормативной:

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_Л = (4600150/3482) = 198,16. [лк]

Если поставить лампу мощностью 200 Вт со световым потоком Ф_0Л = 2920 лм, то фактическая освещенность составит согласно формуле (3.7):

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_Л = (2920150/3482) = 126 , [лк]

что меньше Е_MIN= 150 лк.

Мощность Р, затрачиваемая на освещение аудитории лампами нака­ливания, составит: Р = п_ЛР_Л = 14300 = 4200 Вт = 4,2 кВт .

Вариант 2. Освещение аудитории выполняется люминесцентными лампами со светильниками типа ЛДО. Норма освещенности при исполь­зовании газоразрядных ламп составляет Е_MIN= 300 лк (таблица 1.5). Раз­мещение светильников аналогично первому варианту. Коэффициент ис­пользования светового потока для светильников ЛДО, по таблице П2, составляет К_И= 0,57. Тогда световой поток будет равен:

Ф_{Л СУММ} = Е_MINZ К_ЗАПS / К_И n_СВ=

= 300  1,5  1,1 15  6 / 0,57 14 = 5583 лм.

Коэффициент запаса К₃ = 1,5 и Z = 1,1 для газоразрядных ламп.

По световому потоку Ф_{Л СУММ} = 5583 лм выбираем мощность

люминес­центных ламп. Принимаем лампу типа ЛБ-40-4 мощностью P_Л = 40 Вт со све­товым потоком Ф_0Л = 2850 лм. В светильнике ЛДО устанавливаются две таких лампы, тогда Ф_0С = 5700 лм. Фактическая освещенность составит:

Е_ФАКТ = Ф_Л0 Е_MIN / Ф_ЛСУММ = (5700300/5583) = 306 . [лк]

Мощность P, затрачиваемая на освещение аудитории люминесцент­ными лампами будет равна ; P = п_СВ п_ЛС  P_Л =14  2 40 = 1120 Bт = l,12 кВт .

Второй вариант наиболее экономичен.

studfiles.net

Расчет освещенности

Правильный выбор уровня освещенности помещения считается одним из условий комфортного пребывания и четко нормируется нормативными документами по охране труда, рядом ГОСТов и, конечно, сводом строительных норм и правил № 23-05-95. Расчет освещенности помещения в доме выполняется специалистами на этапе проектирования, а в ходе приемки новостройки показатель может контролироваться приемной комиссией. На самом деле знать уровень освещенности в доме важно еще потому, что от этого зависит здоровье человека и состояние его зрения.

Как выполняется теоретическое определение уровня освещения

Методика расчета освещения сводится к получению значения потребного светового потока одной лампы, используемой для освещения помещения в конкретных условиях, с заранее известными характеристиками. Проще говоря, составляют упрощенную модель – лампочка под потолком в пустой комнате. На основании модели, зная из рекомендаций СНиПа уровень освещенности для данной категории помещений, определяют световой поток лампы и ее мощность.

Для расчета освещения и светового потока потребуется знать:

• Норму освещенности для конкретного типа помещений, обычно в справочниках освещённость обозначается индексом Е_н, измеряется в люксах, Лк;
• Общая площадь комнаты – S, единица измерения в м²;
• Три поправочных коэффициента – k— норма запаса, z— поправка на неравномерность источника света, n_c— коэффициент эффективности использования потока света;
• Количество световых приборов N, и число лампочек в одном приборе – n.

Для того чтобы правильно рассчитать световой поток лампы, необходимо взять данные из справочных таблиц, использовать сведения о геометрии помещения и характеристики источника света, подставить их в известную формулу, определяющую величину светового потока.

Формула светового потока выглядит так:

Ф_л=(Е_н∙S∙k∙z)/(N∙n∙n_c).

Совет! При использовании старых справочников обращайте внимание на размерность приведенных величин.

После вычисления по формуле получим величину светового потока для одной лампы в люменах. Остается только правильно подобрать требуемый вариант источника света. Аналогичным способом решается обратная задача расчета освещенности, а именно — по известным данным светового потока Ф_л для конкретной лампочки, зная остальные характеристики и коэффициенты, можно рассчитать освещение для конкретных условий по формуле: 

Е_н=(Ф_л∙N∙n∙ n_c)/(S∙k∙z).

Вариант вычисления освещенности в помещении

В том, как выполняется расчет значения количества свет и освещения, нет ничего сложного, необходимо только точно соблюдать рекомендации и правильно выбирать данные из справочных таблиц. Для примера возьмем обычную комнату площадью в 20 м² со стандартной высотой потолка в 250 см. Для упрощения будем считать, что потолок белый, матовый, а стены имеют однотонное покрытие без глянца, бежевого цвета. Все эти данные нужны для расчета освещенности или освещения.

В качестве осветительного прибора используется потолочный светильник из пяти лампочек, каждая из которых закрыта рассеивающим белым плафоном. Плоскость ламп находится на высоте 2,3 м.

Для расчета освещения потребуются следующие справочные данные:

1. Табличные сведения по коэффициенту использования светильника;
2. Расчет коэффициента использования светового потока;
3. Поправку на неравномерность;
4. Коэффициент запаса.

Первый пункт при определении величины освещенности придется взять из таблицы, остальные получают коррекцией или простеньким вычислением по характеристикам комнаты.

Как подобрать коэффициенты для расчета освещенности

Наиболее простым является подбор поправки на неравномерность и коэффициент запаса. Последний параметр используется, чтобы в расчете освещенности учесть снижение плотности светового потока лампы из-за оседания слоя пыли. Для жилых помещений, с содержанием пыли в воздухе менее 1мг на куб объема, для расчета принимается значение, равное 1,2 для наэлектризованных люминесцентных лампочек. Для обычных накаливания 1,1 и для наиболее холодных низковольтных светодиодных приборов коэффициент берут равным 1.

Поправка на неравномерность используется для того, что учесть характер работы в помещении. Для ламп с нитью накаливания он равен 1,15, для светодиодов принимают 1,1.

Коэффициент эффективности использования потока определяется расчетом индекса по формуле:

i=S/((a+b)∙h),

где S — площадь пола комнаты, a, b, h – длина, ширина и высота соответственно. Для нашего случая расчет индекса дает значение в 0,9 единиц. Зная индекс освещенности комнаты, процент отражения – для белой поверхности потолка- 70%, для бежевых стен -50% и серого пола – 30%, расположение светильника на потолке, определяем из таблиц необходимый для расчета коэффициент эффективности использования потока n_c=0,51.

Выполним подбор лампы для освещения

Зная необходимые числовые значения коэффициентов, подставляем их в формулу светового потока для нашего случая Ф_л=(Е_н∙S∙k∙z)/(N∙n∙n_c)=(150 * 20,0 * 1 * 1,1)/(1 * 0.51 * 5)=3176,25/2,55=1245 Лм. Это значит, для выбранного нами помещения, при норме освещенности Е_н=150 люкс, световой поток одной светодиодной лампы должен составлять 1245 Лм. Чтобы для завершения расчета правильно подобрать источник света, потребуется сравнить несколько вариантов осветительных приборов с разными температурами света, от наиболее теплого в 2750К до холодного белого в 4500К.

Этот этап расчета является наиболее трудоемким. В номенклатуре современных источников света существуют четыре основных типа:

• Галогеновые лампочки;
• Лампы с ниткой накаливания;
• Люминесцентные приборы;
• Светодиодные источники света.

Существуют условные таблицы соответствия светоотдачи или плотности светового потока и потребляемой мощности. В нашем примере использовались данные таблиц. Наиболее распространенная лампа с нитью дает относительно мягкий теплый свет, но имеет низкую светоотдачу. По расчету освещенности для того, чтобы обеспечить поток в 1245Лм, можно взять лампочку в 100 Вт, которая выдает световой поток 1300 Лм. Среди галогеновых лампочек ближайшая по характеристикам в 75 Вт выдает 1125 Лм, что явно недостаточно. Более близкими характеристиками обладают люминесцентная лампа в 20 Вт и 1170 Лм, светодиодная в 12 Вт и 1170 Лм.

Выбираем последний вариант и выполняем расчет освещенности в помещении по приведенной выше формуле Е_н=(Ф_л∙N∙n∙n_c)/(S∙k∙z). В результате получаем значение, равное 141 люкс, что допускается нормами СНиП. Для гостиной и спальни величина освещенности должна составлять от 100 до 200 люкс, для кухни 200-300 люкс, для ванной и санузла 50-150 люкс. При желании, используя приведенную методику, можно пересчитать самые разные варианты освещенности при различных источниках света. Самым экономичным получился светодиодный вариант, при потреблении 12х5=60 Вт светильник выдавал 5850 Лм, что соответствует мощности 500 Вт лампы накаливания.

Самое примитивное вычисление можно выполнить, руководствуясь правилом — для 1 м² требуется источник освещения мощностью в 20 Вт. Но такое определение мощности прибора освещения может быть выполнено только для квадратного помещения с белыми стенами и потолком, с потолочным расположением светильника. Для остальных случаев погрешность составит более 20%.

Заключение

Методика расчета освещения, указываемая в СНиП и основанная на статистическом материале, составлялась в эпоху, когда кроме ламп накаливания и люминесцентных приборов, других вариантов не существовало. Если руководствоваться только этими правилами, то наиболее выгодными и комфортными должны быть светодиодные светильники с максимальной температурой освещенности в 4-5 тыс. К. На практике такие лампы оказываются очень раздражающими и слепящими при длительном пользовании, поэтому нередко хозяева сознательно идут на использование более теплых ламп накаливания, как более комфортных. Расчет освещенности этого не учитывает.

bouw.ru

Расчет светового потока Лм. (Киров, Россия)

Мы рас­­смот­рим от­ве­ты на по­­пу­­ляр­­ные воп­­ро­сы о свето­­ди­од­­ных све­­тиль­­ни­­ках и раз­­ве­ем ми­­фы во­­круг по­­ня­­тия “лю­­мен”.

В последнее время мы все чаще слышим вопросы:

— Сколько люмен в лампе накаливания?

— Сколько люмен в лампочке?

— Сколько люмен у светильника?

— Сколько люмен в светодиодной лампе?

— Сколько люмен в 1 Вт светодиодной лампы?

— Как определить световой поток лампы?

— Какие светодиодные ламы  являются аналогами ламп накаливания?

Давайте попробуем разобраться. Для начала ответим на вопрос: что такое люмен?

Люмен – это единица измерения светового потока источника света, в нашем случае источником света будет являться светодиодная лампа, лампа накаливания, сам светодиод или любой другой светильник.

Мы подготовили сравнительную таблицу соотношения светового потока (люмен) к мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп.

Как видно из таблицы, в среднем светодиодные лампы эффективнее ламп накаливания в 10 раз, а люминесцентных —  в 2 раза.

Стоит отметить, что светодиод, а, следовательно, и светодиодная лампа, испускает направленный свет, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, и значит, на прямой освещенность от светодиодной лампы будет выше. При использовании светодиодных светильников в качестве точечного освещения эффективность такого освещения будет выше по сравнению с аналогами.

Сколько люмен в 1 Вт светодиодной лампочке?

Световой поток у современных светодиодов варьируется от 80 до 150 Лм  с 1 Вт. Обусловлено это различиями в системах охлаждения и вольт-амперными характеристиками самих светодиодов. 

У экспериментальных светодиодов световой поток может доходить до 220 Лм / Вт, но на практике светильники с такими показателями пока не производятся.

Как определить, сколько же люмен в нашей лампочке или светильнике?

Световой поток указывается на коробке или в спецификации к товару. Можно так же воспользоваться сравнительной таблицей выше.

Если мы хотим определить сами, то нужно воспользоваться люксметром и определить освещенность в каждой точке помещения. Люкс — это отношение количества люмен на освещаемую площадь (1 люкс — 1 люмен на квадратный метр). Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света 1 кандела, равен 4π люменам.

Что такое люкс?

Люкс – это единица измерения освещенности. Люкс равен освещенности поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке от источника в 1 лм.

На практике основное значение имеет показатель освещенности на рабочей поверхности, измеряемый в Лк (Люкс) с помощью специального прибора — люксметра. Более того, освещенность рабочих поверхностей и помещений для различных сфер деятельности должна соответствовать государственным нормативам, указанным в СНиП 23.05.2010.

Сколько люмен в светильнике с лампой ДРЛ, Днат и светодиодами?

Светильник, в отличие от лампы, имеет оптическую систему для более эффективного использования светового потока. В дешевых светильниках, не имеющих специальных отражателей и качественных рассеивателей, световой поток при использовании мощных ламп ДРЛ и Днат значительно ниже и может упасть до 50-60 % от общего светового потока отдельной лампы, тогда как у светодиодных светильников, имеющих более направленный световой поток, эти потери будут значительно меньше — до 5% в зависимости от оптической системы.

elektro-sn.ru

12) Расчет осветительной установки методом коэффициента использования светового потока

Применяемые в настоящее время приемы расчета освещенности ос­нованы на двух формулах, связывающих полученную освещенность с харак­теристиками светильников:

Принципиальная разность между формулами в том, что первая в не­дифференциальной форме определяет среднюю освещенность на площадке, а вторая показывает освещенность в конкретной точке.

Метод расчета осветительных установок (ОУ), основанный на средней освещенности, назван методом коэффициента использования светового пото­ка (КИСП). Метод расчета ОУ, основанный на второй формуле, носит назва­ние точечного метода. Недостатком второго метода является недостаточно полный учет отраженного света от потолков, стен и других поверхностей. Наиболее точные результаты дает использование обоих методов: метода КИСП для расчета ОУ и точечного метода для проверки освещенности в со­мнительных точках.

Применяется для расчета общего равномерного осве­щения горизонтальных поверхностей внутри помещения с учетом отражений от потолков, стен и рабочих поверхностей.

Метод неприменим при расчете: 1)локализированного освещения; 2) местного освещения; 3) освещения наклонных плоскостей.

Световой поток Ф, достигающий освещаемой поверхности, очевидно будет меньше светового потока ламп светильника, поэтому должен быть скорректирован при помощи кпд светильника, а также коэффициента использо­вания светового потока обусловленного особенностями помещения, коэффи­циентом отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей и кривой силы света светильника.

где Ф_рп — световой поток, достигающий рабочей поверхности, Ф_с — световой поток светильника (источника). Освещенность при этом определяется по следующей формуле:

где Ф_с — световой поток светильника; N_-число светильников в помещении; _и – КИСП; S — площадь помещения, м² ; К₃ — коэффициент запаса.

Освещенность в помещении зависит:

1. от окраски и чистоты потолков, стен, рабочих поверхностей;

2. от КСС светильников: чем уже КСС тем больше _и;

3. от высоты подвеса светильников;

4. от размеров освещаемой площадки.

Расчет ОУ ведется не по средней, а по минимальной освещенности:

z при расчете ОУ принимают в пределах z-1,1… 1,2, тогда необходимый световой поток для освещения помещения на уровне Е_н определяется по формуле:

или

Для нахождения _и=_с_n определяют р_с, р_n, р_р, КСС светильника.

— индекс помещения.

Порядок расчета ОУ методом КИСП

1. Проверяют применимость метода.

2. Выбирают тип ОП и ИС.

3. Выбирают по нормативам Е_н.

4. Определяют Н_р и N_=N_AN_B шт. осветительных приборов.

5. Определяют _c; _n; _р; i; КСС; Z.

6. По справочнику определяют _с и _n.

7. Вычисляют Ф_лр.

8. Выбирают 0,90Ф_р Ф_ст1,2Ф_р.

9. Определяют P_уст=NP_л.

13) Проектирование электроосвещения. Методы расчета освещенности.

Целью светотехнического расчета является определение потребной мощности источников света для получения необходимого уровня освещенно­сти. Прежде чем приступить к решению этой задачи, исходя из характера выполняемых работ и условий окружающей среды у освещаемого объекта, необходимо, пользуясь нормативными документами, определить следующие параметры:

1. уровень нормируемой освещенности Е_Н;

2. виды и систему освещения;

3. тип источника света;

4. напряжение питания и тип светильника с учетом условий окру­жающей среды;

5. размещение светильников;

6. выбрать показатели качества света: К- коэффициент пульса­ции, P_L— уровень блескости и М – уровень дискомфорта.

По результатам расчета определяют световой поток светильников, по которому из справочных таблиц находят мощность ближайшей стандартной лампы выбранного выше типа. При выборе мощности источника света счита­ется допустимым, если световой поток выбираемой стандартной лампы от­личается от расчетного не более чем на — 10 или +20%, т.е. 0,9Ф_РФ_л1,2Ф_Р, если расхождение между стандартным источником света по световому пото­ку превышает указанные пределы, следует повторить расчет, изменив чис­ло светильников, не сильно отклоняясь от наивыгоднейшего их расположе­ния, чтобы получить более близкое совпадение световых потоков стандарт­ной и расчетной ламп.

Иногда возникает необходимость выполнить проверочный расчет при известном расположении светильников и их мощности, т.е. проверяется, соответствует ли получаемая освещенность нормативной.

Светотехнические расчеты в настоящее время достаточно унифици­рованы и проводятся с использованием большого объема справочных мате­риалов, значительно облегчающих расчеты.

На практике светотехнических расчетов наиболее часто используется метод коэффициента использования светового потока и точечный метод. Оба метода имеют свою область применения. Причем, где неприемлем один метод, в полной ме­ре пригоден другой. В простейших случаях пользуются методом удельной мощности

Освещенность определяется по следующей формуле:

где Ф_с — световой поток светильника; N_-число светильников в помещении; _и – КИСП; S — площадь помещения, м² ; К₃ — коэффициент запаса.

Освещенность в помещении зависит:

3. от окраски и чистоты потолков, стен, рабочих поверхностей;

4. от КСС светильников: чем уже КСС тем больше _и;

3. от высоты подвеса светильников;

4. от размеров освещаемой площадки.

Расчет ОУ ведется не по средней, а по минимальной освещенности:

studfiles.net

1.3 Расчет и выбор мощности источников света методом коэффициента использования светового потока

Метод применяют для расчета равномерного освещения.

Для расчета локализованного освещения, освещения наклонных и вертикальных поверхностей использовать его нельзя из-за большой погрешности получаемых расчетов.

В основу расчета положена формула

, (7)

где F_л– световой поток лампы, установленной в светильнике, лм;

N– число светильников над освещаемой поверхностью;

 – коэффициент использования светового потока;

z– коэффициент минимальной освещенности;

А– площадь освещаемой поверхности, м²;

k– коэффициент запаса.

Формулу (7) используют для определения освещенности при проверочных расчетах. При прямом расчете из формулы (7) находят световой поток лампы, которую необходимо установить в светильник, чтобы на расчетной поверхности была создана освещенность не ниже нормированной E _min

,лм. (8)

Коэффициент использования светового потока выбирают по справочным данным в зависимости от типа светильника, его КПД и характера светораспределения, коэффициентов отражения потолка, стен и рабочей поверхности и от размеров и формы помещения, которые учитывают индексом /4,6/. Индекс помещения определяют по формуле

(9)

где h_p– расчетная высота, м;

a, b–длина и ширина помещения, м.

Приближенные значения коэффициентов отражения для различных помещений приведены в справочных таблицах /4,6/.

Последовательность расчета осветительной установки методом коэффициента использования светового потока:

• определение нормированной освещенности;

• выбор типа и числа светильников;

• место размещения светильников на плане;

• определение коэффициентов отражения элементов помещения;

• расчет индекса помещения;

• выбор по справочным таблицам коэффициента использования светового потока, коэффициентов запаса и минимальной освещенности;

• определение по формуле (8) светового потока лампы;

• выбор по справочным таблицам ближайшей стандартной лампы, световой поток которой отличается от расчетного не более чем на –10% … +20 %;

• вычисление мощность выбранной лампы;

• расчет электрической мощности всей осветительной установки.

Пример расчета осветительной установки методом коэффициента использования светового потока.

В помещении с малым выделением пыли, размерами a=21м,b=12 м ,h=4,2 м,h_pл=0,8 м и коэффициентами отражения потолка_п=50 %, стен_с=30 %, расчетной поверхности_р.п.=10 % определить методом коэффициента использования светового потока освещение светильниками “Астра” с лампами накаливания для создания освещенностиE_=50 лк.

Решение:

В помещении с малым выделением пыли осветительную установку с лампами накаливания рассчитывают при коэффициенте запаса k=1,3 /1, 2/.

В светильнике “Астра” косинусное светораспределение /4,6/, поэтому оптимальное относительное расстояние между светильниками следует взять 1,6 /6/.

Приняв высоту свеса светильников h_c=0,5 м, получим расчетную высотуh_p=4,2-0,8-0,5=2,9 м и расстояние между светильниками

L=2,91,6=4,64 м.

Число рядов светильников в помещении

n’_b=b/L=12/4,64=2,58.

Число светильников в ряду

n’_а=а/L=21/4,64=4,56.

Округляем эти числа до ближайших больших n’_а=5 иn’_b=3.

Определяем общее число светильников

N= n’_а n’_b=53=15.

Размещаем окончательно светильники. По ширине помещения расстояние между рядами L_b=4,6 м, а расстояние от крайнего ряда до стен чуть больше 0,3L, а именно 1,4 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также L_a=4,6 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет

(21-4,64)/2=2,6/2=1,3 м. Это составляет 0,28L.

Рассчитываем индекс помещения

i=2112/[2,9(21+12)]=252/(2,93,3)=2,63.

Интерполяцией справочных данных /4/ определяем коэффициент использования светового потока =0,6.

Так как расстояние между светильниками практически равно оптимальному, то принимаем коэффициент минимальной освещенности Z=1,15 /1/.

Определяем необходимый световой поток лампы

F_=501,152521,3/(150,6)=2093 лм.

Выбираем по приложению 5 /4/ ближайшую стандартную лампу Г215-225-150, имеющую поток F_л=2090 лм, что меньше расчетного значения наF = (2090-2093)100/2093 = -0,14 %.

studfiles.net

Световой поток и освещенность

Содержание:

electric-220.ru