Розрахунок системи штучного освітлення

Розрахунок системи штучного освітлення зводиться до вибору системи освітлення, визначення типу й необхідної кількості світлових приладів (ламп) та світильників.

Розрахунок освітлювальної установки може бути виконаний різними способами, що базуються на двох основних методах: світлового потоку (коефіцієнта використання світлового потоку) і точкового.

Метод світлового потоку (коефіцієнта використання) застосовують для розрахунку системи загального рівномірного освітлення. Він дає змогу визначити світловий потік джерел світла, необхідний для створення нормованого освітлення горизонтальної площі (S), з урахуванням прямого й відбитого потоків світла.

Необхідний світловий потік Ф_р визначають за формулою:

Ф_р = Е_н ·К· S ·Z / (N · η · ν),

де Е_н – нормативна освітленість, лк (за СНиП ІІ-4-79); К = 1,2...2,0 – коефіцієнт запасу, що враховує запиленість приміщення (і, як наслідок – світильників) і зниження світлового потоку світлових приладів у процесі їх експлуатації; S – площа, що освітлюється, м²; Z = 1,0...1,15 – коефіцієнт, що характеризує нерівномірність освітлення; N – прийнята кількість світильників; ν = 0,8 – коефіцієнт затінення (для приміщень з фіксованим розташуванням працюючих); η – коефіцієнт використання світлового потоку світильників на розрахунковій площі. Величину цього коефіцієнта визначають залежно від типу світильника, коефіцієнтів відбиття полу, стін, стелі й індексу приміщення:

ί = А · В/h(А + В),

де А та В – розміри приміщення в плані; h – висота підвісу світильників над робочою поверхнею, м.

Обчислений світловий потік (Ф_р) світильника порівнюють із світловими потоками існуючих світлових приладів (Ф_факт) і приймають значення, найближче до розрахункової величини. При цьому допустиме відхилення Ф_факт від Ф_р повинне складати не більше (–10...+ 20 %). У результаті цього етапу розрахунку системи освітлення здійснюють і вибір світлових приладів (ламп).

Різновидом розглянутого методу є метод питомої потужності. Його застосовують тільки для орієнтовних розрахунків при різних системах освітлення. Метод дає змогу визначити необхідну потужність лампи Р_л, (Вт), що буде використовуватися в системі освітлення, для створення нормованого освітлення.

Р_л = r · S/N,

де: r – питома потужність прийнятої лампи, Вт/м². Цей параметр знаходять за спеціальними таблицями залежно від нормованої освітленості, площі приміщення, висоти підвісу, типу світильника і коефіцієнта запасу; S – площа приміщення, м²; N – кількість ламп у системі освітлення.

Точковий метод найбільш прийнятний для розрахунку мінімальної освітленості. Його використовують для розрахунку локалізованої, місцевої і загальної рівномірної систем освітлення, коли урахування відбитого світла не потрібно, а треба визначити освітленість похилих поверхонь або зробити аналіз розподілу освітленості по площі виробничого приміщення чи робочих місць.

Освітленість горизонтальної площадки в точці А (Е_А, лк) дорівнює

Е_А = I_А· cosα / r²,

де: I_А – сила світла в напрямку до точки А, кд (значення I_А знаходять за кривими світлорозподілу конкретного світильника); α – кут між нормаллю до робочої поверхні і напрямку вектора сили світла в точці А; r – відстань від світильника до точки А.

Для зручності розрахунків формулу видозмінюють у такий спосіб. Приймають r = h · cosα (де h – розрахункова висота підвісу світильника, м) і вводять коефіцієнт запасу k. Таким чином:

Е_А = I _А · cos³α / k · h².

При розрахунках систем освітлення, що утворені декількома світильниками, підраховують освітленість у необхідній точці приміщення від кожного з них, а кінцеві результати зіставляють. У такий спосіб забезпечується вирішення поставленої задачі – аналіз розподілу освітленості по площі виробничого приміщення.