Производственных помещений железнодорожного транспорта.

После выбора основных параметров осветительной установки производится светотехнический расчёт.

Целью светотехнического расчета является определение суммарной установочной мощности и мощности каждой лампы светотехнической установки.

Внутри помещения освещенность определяется двумя составляющими:

Е = Е_р + Е_ро (6.25)

где Е – суммарная освещенность на рабочей поверхности; Е_р – освещенность, создаваемая световым потоком, падающим непосредственно на рабочую поверхность (прямая составляющая); Е_ро – освещенность, создаваемая отраженным от стен и потолка световым потоком (отраженная составляющая).

Если целью расчета является определение освещенности по выбранному или заданному расположению осветительных приборов и известной мощности лампы каждого светильника, то такие методы расчета называют поверочными методами расчета освещенности.

Некоторые методы позволяют производить светотехнический расчет и поверочный расчет. Методы расчета по световому потоку основаны на расчете светового потока, падающего на освещенную поверхность, и определение средней освещенности этой поверхности. Эти методы применяются в следующих случаях:

- при горизонтальном расположении поверхностей;

- при равномерном распределении светового потока по условной рабочей поверхности (равномерное размещение светильников с соблюдением наивыгоднейшего отношения расстояния между ними к высоте подвеса).

Применяются два метода расчета по световому потоку:

- метод коэффициента использования;

- метод удельной мощности.

Расчет по методу коэффициента использования

Коэффициент использования светового потока – это отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к суммарному световому потоку источников света:

, (6.26)

где F_р – световой поток, падающий на расчетную плоскость, лм; F_л – световой поток одной лампы, лм; n – число ламп в помещении.

Коэффициент U_оу зависит от светораспределения светильников и их размещения в помещениях, от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств его поверхностей, а также от отражающих свойств рабочей поверхности.

Соотношение размеров освещаемого помещения и высота подвеса светильников в нем характеризуются индексом помещения

, (6.27)

где A – длина помещения, м; B – ширина помещения, м; h_п – расчетная высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Для помещений практически неограниченной длины можно считать

i_п = B / h_р . (6.28)

Коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка – ρ_п и стен – ρ_с приведены в табл. 6.12. Коэффициент отражения рабочей поверхности в большинстве случаев принимается ρ_р = 0,1.

Таблица 6.12

Приближенные значения коэффициентов отражения стен и потолка

Для светильников с типовыми кривыми силы света (равномерной М и косинусной Д) значения коэффициентов использования светового потока приведены в табл. 6.13, для других светильников U_оу можно найти в справочной литературе.

Световой поток, падающий на расчетную плоскость, определяют

F_р = U_оу · n · F_л , лм. (6.29)

Среднюю освещенность рабочей поверхности, равной по величине площади пола S помещения, определяют

Е_ср = , лк. (6.30)

Таблица 6.13

Коэффициент использования светового потока для светильников
с типовыми КСС, излучающих свет в нижнюю полусферу

Вводя в формулу коэффициент запаса K_з , который учитывает снижение освещенности в период эксплуатации и зависит от условий эксплуатации светильника (табл. 6.14), и коэффициент поправки на минимальную освещенность Z = E_ср / E_мин , получают расчетное уравнение для определения минимальной горизонтальной освещенности:

, лк. (6.31)

Коэффициент Z,входящий в формулу (6.31) характеризует неравномерность освещения. В наибольшей степени Z зависит от отношения расстояния между светильниками L к расчетной высоте, L/h_р. При L/h_р, не превышающем рекомендуемых значений (L ≤ 0,5h_p), принимается Z = 1,15 для ЛН и ДРЛ и Z = 1,10 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения полагается Z = 1,0; при расчете на среднюю освещенность Z не учитывается.

Таблица 6.14.

Коэффициент запаса K_з , учитывающий снижение освещенности
в период эксплуатации и регулярность чистки светильников в год

Для определения требуемого светового потока каждой лампы при светотехническом расчете уравнение (6.31) приводят к виду

, лм, (6.32)

где Е_н – минимальная нормируемая освещенность рабочей поверхности, выбранная по нормам, лк.

Минимальная нормируемая освещенность рабочей поверхности Е_н принимается в соответствии гигиеническими требованиями.

Эксплуатационные группы светильников зависят от конструктивно-светотехнических схем светильников и от группы твердости светотехнических материалов (покрытий) отражателей или рассеивателей светильников приведены в табл. 6.15 и табл. 6.16.

Таблица 6.15

Эксплуатационные группы светильников

Таблица 6.16

Группы твердости светотехнических материалов

В соответствии с вышеизложенным расчет методом коэффициента использования производится в следующем порядке:

- проверяют применимость метода;

- подсчитывают индекс помещения;

- определяют коэффициент использования;

- выбирают коэффициент запаса и коэффициент поправки на минимальную освещенность;

- подсчитывают световой поток одной лампы;

- выбирают мощность лампы по стандартам;

- производят подсчет общей установленной мощности ламп.

Расчет по методу удельной мощности

Метод удельной мощности используют в любом из трех следующих случаев:

- в качестве проверочного расчета;

- в качестве предварительного расчета;

- для окончательного расчета в неответственных случаях.

Удельной мощностью называют мощность осветительной установки, отнесенную к единице площади пола помещения (Вт/м²):

, (6.33)

где Р_л – мощность одной лампы, Вт; n – число ламп; S – площадь помещения, м².

Выражение (6.33) может быть получено путём преобразования формулы (6.32), если ввести в неё следующие величины: Р_л – мощность одной лампы, Вт; η - световую отдачу лампы, лм/Вт. Учитывая, что F_л = η·P_л, формулу (6.32) можно привести к виду:

, лм, (6.34)

откуда

, Вт. (6.35)

Подставляя полученное выражение для Р_л в формулу (6.33), получим выражение для определения удельной мощности:

, Вт/м². (6.36)

Такая форма записи удельной мощности показывает, что W зависит от тех же показателей, которые оказывают влияние на коэффициент использования U_оу.

Расчет осветительной установки методом удельной мощности производится в следующем порядке:

- определяют число светильников по наивыгоднейшему расстоянию между ними;

- определяют из норм или по справочной литературе удельную мощность при заданной по нормам величине освещенности и выбранном типе светильников;

- корректируют удельную мощность по выбранному коэффициенту запаса K_з и напряжению в сети;

- определяют мощность лампы:

Р_л = , Вт. (6.37)

Выбирают по каталогу лампу ближайшей большей мощности и рассчитывают суммарную мощность ламп осветительной установки.

Точечный метод расчета

Точечный метод расчета применяют во всех случаях, когда не применим метод коэффициента использования и в качестве проверочного при расчете освещенности отдельных участков рабочей поверхности. При выполнении этого расчета полагают, что источник света является точечным, если его размеры не превышают 0,2 расстояния до освещаемой точки. В практике расчетов точечный светильник принимают за светящуюся точку с условно выбранным световым центром, характеризуемую распределением силы света по всем направлениям, которое называется кривой силы света (КСС) источника света. Примеры КСС типа Д и М, представленные в виде графиков, приведены в разделе 6.7. В данном разделе приведено представление КСС в виде табл. 6.17.

Таблица 6.17

Кривые силы света светильников

Порядок расчета освещенности в точке А (рис. 6.10) следующий:

Рис. 6.10. К точечному методу расчета осветительной установки:

- подсчитывается тангенс угла падения световых лучей:

tg α = d / H ; (6.38)

- по найденному тангенсу определяют угол α и соs³ α;

- из кривой силы света светильника определяют по найденному углу α силу света I_α ;

- по найденным значениям I_α , соs³ α и заданной высоте H подвеса светильника над расчетной точкой подсчитывают освещенность в расчетной точке А по закону квадрата расстояния.

Освещенность горизонтальной плоскости, в которой лежит точка А, в
точке А:

Е_г = , лк, (6.39)

где K_з – коэффициент запаса.

Освещенность вертикальной плоскости, в которой лежит точка А, в точке А:

Е_в = Е_г , лк. (6.40)

Окончательно освещенность подсчитывается с учетом суммарного действия всех источников, коэффициента запаса K_з и коэффициента, учитывающего отраженную составляющую освещенности μ:

, лк. (6.41)