Світлотехніка та джерела світла (стр. 3 )

Точковий метод дозволяє визначити освітленість, створювану світильником з відомими параметрами, в будь-якій заданій точці освітлюваної поверхні, як завгодно розташованої в просторі. Цей метод застосовується для розрахунків локалізованого і зовнішнього освітлення, освітлення похилих або вертикальних поверхонь. Точковий метод часто застосовують також як перевірочний розрахунок, коли необхідно оцінити фактичне значення розподілу освітленості на освітлюваній поверхні. Але точковий метод має вагомий недолік: не враховує освітленість, створювану світловим потоком, відбитим від стін і стель, внаслідок чого освітлення виходить дещо заниженим (рис. 15.2).

Рис. 1.2. Графік до розрахунку освітленості точковим методом (а) та просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості (б).

Для визначення освітленості точок горизонтальної площини необхідно знати силу світла I, відстань r до джерела і кут падіння світла . Так, якщо світильник знаходиться в точці 0, то створюване ним освітлення Еr, лк, в точці В горизонтальної площини визначиться виразом:

де I - сила світла світильника під кутом а, Кд;

- кут між променем світла і нормаллю N до освітлюваної по­верхні;

r - відстань до джерела;

d - відстань від точки А (проекції світильника на горизонталь) до точки В на площині. Якщо відстань г виразити через висоту підвісу світильника h-r= h/cos , то формула для обчислення умовної освітленості в точці на гори­зонтальній площині набуде вигляду:

Значення Іа визначають для відповідних світильників по кривих світлорозподілу або таблицях, які наводяться в довідниках.

Недолік такого підходу в тому, що необхідно мати криву сили світла, та ще і з різними лампами.

Для усунення цього недоліку і скорочення витрат часу на розрахунки запропоновані допоміжні таблиці і графіки, складені для світильників з умовним потоком лампи Ф = 1000 лм, дозволяють визначити освітленість будь-якої точки поверхні з урахуванням впливу відбитого світла.

Якщо відомі криві розподілу сили світла світильника з умовною лампою з світловим потоком

Ф = 1000 лм, то сила світла світильника І з реальною лампою і світловим потоком Фл визначається шляхом множення I’а (сила світла умовної лампи) на коефіцієнт С= Фл/1000, тобто

Тоді освітлення з урахуванням коефіцієнта запасу і коефіцієнта, що враховує освітленість, створену віддаленими світильниками і відбитим світловим потоком, визначається наступним виразом:

,

де Еr = е - освітленість, створена світильником з умовною лампою

з Ф= 1000 лм; = 1-1,2.

Якщо досліджувана точка освітлюється декількома світильниками, то

Еr=eі+е2+...+ еn=,

а фактична освітленість її:

Значення є визначаються по кривих умовної горизонтальної освітленості світильника, яка наводиться в довідниках; приклад такої кривої наведено на рис. 15.2 ( світильник ППР).

Якщо потрібно визначити потужність ламп, необхідних для утворення мінімальної освітленості Ен, то рівняння відносно Фл

За світловим потоком Фл підбирають відповідну потужність лампи. її потік не повинен відрізнятись від розрахункового в межах від -10% до +20 %. Якщо розбіжність виявляється більшою, то коригується намічена кількість світильників.

Метод коефіцієнта використання більш точно враховує вплив на освітленість потоку, відбитого від стін, стелі і навколишніх предметів. Відношення корисного потоку, падаючого на освітлювану поверхню, до всього потоку ламп називають коефіцієнтом використання:

звідси корисний світловий потік ФП = nФл .

Коефіцієнт використання ц визначається розмірами приміщення, висотою підвісу світильника, коефіцієнтами відбиття стелі і стін, кривої світлорозподілу і ККД світильника. Вплив геометричних розмірів приміщення оцінюють однією величиною - індексом приміщення і:

де А, В-відповідно довжина і ширина приміщення, м;

h - висота підвісу світильника над освітлюваною поверхнею, м.

Корисний світловий потік ФП, розподіляючись по площині S, створює на ній середню освітленість:

Оскільки нормується не середня, а мінімальна освітленість Еmin = Ен, то для переходу до Еmin вводять коефіцієнт мінімальної освітленості Z = Есp /Еmin, значення якого приймають для ламп розжарювання'1,15 і 1,1- для люмінесцентних ламп.

З урахуванням коефіцієнта запасу К3 і мінімальної освітленості Z кінцева формула набуває вигляду:

Розрахунок освітленості зводиться до визначення світлового потоку лампи або числа світильників:

За значенням Фл у залежності від напруги мережі вибирають стандартну лампу з найближчим значенням світлового потоку (для ламп розжарювання і ДРЛ).

При освітленні приміщення люмінесцентними лампами замість чис­ла світильників ставиться число рядів і визначається потік ряду, а по прийнятому світильнику і числу ламп в ньому визначається число світильників ряду:

У табл.1.5, 1.6 наведено величини в для світильників, щo застосовуються найчастіше.

Таблиця 1.5. Характеристики світильників

Тип світильника	Світильники з лампами розжарювання і ДРЛ
	УПМ 15,У	УПД НСП20	ППРНСП11	Гс, ГсУ	УПД ДРЛ	ВЗГ	РСП05ДРЛ	НСП01
, %	70	50	0	70	50	0	70	50	0	70	50	0	70	50	0	70	50	0	'70	50	0	70	50
, %	50	ЗО	0	50	30	0	50	30	0	50	30	0	50	30	0	50	30	0	50	30	0	50	30
.%	10	10	0	10	10	0	10	10	0	10	10	0	10	10	0	10	10	0	10	10	0	10	10
І Коефіцієнт використання B, %
0,5	22	20	16	27	23	19	24	20	12	55	50	.30	30	23	19	18	14	12	46	42	36	22	20
0,6	32	26	21	34	28	24	30	24	15	59	54	37	36	30	24	21	17	14	50	46	41	32	26
0,7	39	34	29	38	33	28	36	ЗО	19	62	59	43	40	33	28	23	19	16	54	50	44	39	34
0,8	44	38	33	42	36	31	41	36	23	66	62	47	43	37	31	25	21	18	57	53	47	44	38
0,9	47	41	36	45	39	35	43	38	25	68	64	50	45	40	35	27	23	19	59	56	49	47	41
1,0	49	43	37	47	42	38	44	39	26	70	66	53	47	41	38	28	24	21	61	58	51	49	43
1,1	50	45	39	49	44	40	45	41	28	72	67	55	50	43	40	30	26	22	63	60	54	50	45
1,25	52	47	41	52	47	43	47	42	30	74	70	58	53	47	43	32	28	24	65	62	56	52	47
1,5	55	50	44	57	51	46	51	45	32	77	73	62	56	50	46	34	31	27	68	65	59	55	50
1,75	58	53	46	60	56	49	53	49	35	79	76	65	58	53	49	35	32	29	70	6'7	61	58	53
2,0	60	55	49	62	58	52	55	51	37	82	80	68	60	56	52	37	34	31	71	69	64	60	55
2,25	62	57	51	64	60	55	57	53	39	83	81	69	62	57	55	39	36	33	72	70	65	62	57
2,5	64	59	53	65	61	57	58	54	40	85	82	71	63	59	57	40	37	34	74	71	66	64	59
3,0	66	62	56	67	64	59	61	56	43	86	83	73	66	60	59	42	39	36	75	72	67	66	62
3,5	68	64	59	69	66	61	63	58	45	87	84	75	67	61	61	43	41	37	75	72	67	68	64
4,0	70	66	60	70	67	62	64	60	47	88	85	76	69	63	62	44	42	38	76	73	68	70	66
5,0	73	69	62	72	69	64	65	62	49	89	86	77	70	66	64	45	43	40	76	74	69	73	69

Приклад: Спроектувати електричне освітлення заводського цеху. Площа цеху 1200 м2 (А = 30 м, В = 40 м), висота Н = 5 м (чиста бетонна стеля, бетонні стіни з вікнами, підлога з чавунних плит).