Расчет освещения в помещениях. Методы расчета освещения.

При расчете освещения определяют число и мощность ламп, необходимых для обеспечения требуемой освещенности. При проектировании освещения применяют следующие методы расчета освещения: метод удельной мощности,  метод коэффициента использования, точечный метод, метод светящихся полос.

Метод удельной мощности. Применяемый при расчете освещения метод удельной мощности является самым простым. По этому методу определяют необходимую (установленную) мощность ламп для освещения заданной площади освещаемого помещения по формуле

где  руд – удельная мощность на единицу площади; F – площадь освещаемого помещения.

Удельная мощность зависит от характеристики освещаемого помещения, типа и мощности ламп, типа светильников, высоты подвеса и размещения светильников. Поэтому значения удельной мощности приводятся в справочных материалах, размещенных в таблицах.

Рис. 5.6. Размещение светильников в помещении: Н – высота помещения; hс – высота свеса (расстояние от перекрытия до светильника); hп – высота светильника над полом; hр – высота рабочей поверхности (расстояние от пола до рабочей поверхности); h – расчетная высота (расстояние от светильника до рабочей поверхности); Lа – расстояние между светильниками в ряду; Lв – расстояние между рядами светильников; l – расстояние от крайних светильников или их рядов до стены

На плане помещения, исходя из рациональных соображений с учетом высоты помещения, высоты подвеса светильников, высоты размещения рабочей поверхности, размещают светильники и определяют их количество (n). Размещение светильников в помещении показано на рис. 5.6.

Определяют мощность лампы

После этого выбирают светильники с лампами равной расчетной или большей ближайшей мощности.

Метод удельной мощности применяется только для расчета общего равномерного освещения.

Метод коэффициента использования. Метод предназначен для расчета общего освещения в закрытых помещениях при симметричном расположении светильников. Расчет освещения в помещении начинают с размещения светильников (рис. 5.6). При этом учитывают конфигурацию помещения и отражение света от стен и потолков.

Определяется расчетный световой поток одной лампы для обеспечения требуемой по нормам освещенности.

где Ен – нормированная освещенность; F – площадь освещаемой поверхности; Кзап  – коэффициент запаса, учитывающий старение и запыленность источников света и арматуры, загрязнение стен и потолка. При освещении лампами накаливания Кзап принимается равным 1,3 ÷ 1,7 и при освещении люминесцентными лампами 1,5 ÷ 2,0; z – коэффициент минимальной освещенности.

Еср – средняя освещенность. Коэффициент z зависит от размера и формы помещения, коэффициентов отражения стен и потолка и особенностей светораспределения. Значения коэффициента минимальной освещенности определяется по справочным материалам по расчету освещения. В расчетах можно принимать z = 1,1 для люминесцентных ламп и z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ; n – число светильников (как правило, намечается до расчета); η – коэффициент использования светового потока источника света. Коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения, который определяется по формуле

Ln – длина помещения; Вn – ширина помещения.

Значения коэффициента использования для светильников различных типов в зависимости от индекса помещения определяется по справочным материалам по расчету освещения.

По расчетному световому потоку Ф выбирается светильник, световой поток лампы которого может отличаться от расчетного на (-10 ÷ +20)%. В противном случае корректируется число светильников.

Точечный метод. Метод применяется для расчета освещения при любом расположении поверхностей и размещении источников света. При расчете освещения точечным методом определяется освещенность в контрольных точках, освещение в которых обеспечивается близлежащими светильниками. Светильники могут быть расположены в один ряд, в шахматном порядке и в несколько рядов. На рис. 5.7 показаны характерные контрольные точки и варианты размещения светильников. В качестве контрольной точки выбирают точку с наихудшей освещенностью. Точки, лежащие непосредственно у стен, не учитывают.

При расчете освещения горизонтальных поверхностей пользуются формулой

где Е – заданная освещенность; Кзап  – коэффициент запаса; кд – коэффициент дополнительной освещенности; – суммарная освещенность в контрольной точке, определяемая как сумма значений условных освещенностей е от каждого светильника, рассчитанных при условном потоке ламп светильника

1000 лм. Условная освещенность е зависит от светораспределения светильников, расчетной высоты h и расстояния проекции светильника на рабочую поверхность до контрольной точки d. Для определения условной освещенности пользуются справочным материалами по расчету освещения.

Рис. 5.7. Характерные контрольные точки и варианты размещения светильников: а – однорядное; б – шахматное; в – многорядное

Метод светящихся полос. Совокупность светильников, расположенных в линию можно представить светящейся линией, полосой. Характеристикой светящихся полос является линейная плотность светового потока светильников f, равная частному от деления суммарного светового потока ламп в линии (полосе) Ф на длину этой линии Lл.

где Ф – суммарный поток ламп; Lл  – длина световой линии; lc  – длина сплошного элемента линии, если линия имеет разрывы; lp  – длина разрывов в линии. Метод светящихся полос является производным от точечного метода. Он при использовании известных формул позволяет определять освещенность при заданной плотности светового потока.