Ознайомитися з послідовністю розгляду питань і отримати практичні навички розрахунку освітлювальних установок методами коефіцієнта використання світлового потоку і питомої потужності.
Визначення потужності лампи
Потужність лампи, яку необхідно встановити в обраний світильник, визначається светотехническим розрахунком освітленості.
1. Метод коефіцієнта використання світлового потоку освітлювальної установки.
Даний метод застосовується для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь, рівновеликих до підлоги, при світильниках будь-якого типу.
Потрібних потік ламп в кожному світильнику знаходиться за формулою:
де Ен - нормоване значення освітленості, лк; Кз - коефіцієнт запасу; S - освітлювана площа, м; z = Еср / Емін; Еср. Емін - середнє і мінімальне значення освітленості, лк; N - число світильників; N = na × n в. Uоу - коефіцієнт використання світлового потоку.
Під коефіцієнтом використання світлового потоку Uоу розуміють відношення світлового потоку, що падає на розрахункову площину, до світлового потоку джерел світла. Коефіцієнт Uоу залежить від світлорозподілу світильників і їх розміщення в приміщеннях; від розмірів освітлюваного приміщення і властивостей, що відображають його поверхонь; від властивостей робочої поверхні.
Співвідношення розмірів освітлюваного приміщення і висоти підвісу світильників в ньому характеризується індексом приміщення.
де - довжина приміщення, м; - його ширина; h - розрахункова висота підвісу світильників.
Коефіцієнти відбиття поверхонь приміщення: стелі rп і стін rс - оцінюються за допомогою таблиці П.3.30. Коефіцієнт відображення розрахункової поверхні або підлоги в більшості випадків приймається rр = 0,1.
За знайденим значенням індексу приміщення iп і коефіцієнтів відбиття rп. rс і rр для обраного типу світильників визначається коефіцієнт використання світлового потоку Uоу. Значення коефіцієнтів використання світлового потоку для світильників з типовими КСС наведені в табл. П3.29.
Порядок розрахунку електричного освітлення методом коефіцієнта використання наступний: 1) визначається h, тип і число світильників N в приміщенні, як вказувалося вище; 2) за таблицями знаходяться коефіцієнт запасу Кз; поправочний коефіцієнт z; нормована освітленість Ен; 3) обчислюється індекс приміщення iп за формулою 3.2 .; 4) визначається коефіцієнт використання світлового потоку ламп Uоу; 5) за формулою 3.1. знаходиться необхідний потік ламп в одному світильнику; 6) вибирається лампа з близьким за величиною світловим потоком.
Світловий потік світильника при обраних лампах не повинен відрізнятися від Фл більше ніж на величину (-10 ¸ +20)%. Повинно виконуватися така умова: £. При неможливості вибору ламп з таким наближенням коригується число світильників N або висота підвісу світильників h.
Сумарна довжина N світильників зіставляється з довжиною приміщення, причому можливі наступні випадки:
1. Сумарна довжина світильників перевищує довжину приміщення: необхідно або застосувати більш потужні лампи (у яких світловий потік на одиницю довжини більше), або збільшити число рядів, або компонувати ряди зі здвоєних, прибудованих світильників.
2. Сумарна довжина світильників дорівнює довжині приміщення: завдання вирішується установкою безперервного ряду світильників.
3. Сумарна довжина світильників менше довжини приміщення: приймається ряд з рівномірно розподіленими вздовж нього розривами l між світильниками.
З декількох можливих варіантів на основі техніко-економічних міркувань вибирається найкращий.
Рекомендується, щоб l не перевищувала 0,5 розрахункової висоти (крім багатолампових світильників в приміщеннях громадських і адміністративних будівель).
При заданому потоці ряду світильників Фл формула (3.1) вирішується щодо N.
Приклад 3.1. У приміщенні площею 200 м 2 і з індексом iп = 1,25 світильниками типу НПП 05-100 потрібно забезпечити Ен = 30лк при Кз = 1,3. Визнач rп = 50%, rс = 30%, rр = 10%, z = 1,15.
По таблиці 5.9. даний тип світильника має КСС типу М. По таблиці П.3.29. для iп = 1,25 і КСС типу М визначається коефіцієнт Uоу = 45% = 0,45.
У світильнику застосована лампа типу БК215-225-100 з Фл = 1500 лм. (Див. Табл. П3.1.)
Необхідна кількість світильників може бути визначено відповідно до формули:
в даному випадку:
Приклад 3.2. У тому ж приміщенні встановлено три поздовжніх ряди світильників ЛСПО2 (КСС типу Д-2) з лампами ЛБ і потрібно забезпечити Е = 300 лк при Кз = 1,5. У таблиці П3.29 цим умовам відповідає Uоу = 0,52. Потік ламп одного ряду
Якщо застосувати світильники з лампами типу ЛБ-40 2х40 Вт (із загальним потоком 6400 лм), то в ряду необхідно встановити 63 460: 6400 »11 світильників: якщо ж світильники з лампами типу ЛБ-65 2х65 Вт (з потоком 9600 лм), в ряду необхідні 6 світильників. Так як довжина приміщення не менше 20 м, то в обох випадках світильники вміщуються в один ряд. Деякі переваги має перший варіант, при якому розриви між світильниками менше.
2. Метод питомої потужності
Цей метод є спрощенням методу коефіцієнта використання світлового потоку. Метод рекомендується для розрахунку електричного освітлення другорядних приміщень, а також для розрахунку освітлювальної навантаження, коли розрахунок освітлення не входить в завдання проекту.
Питомою потужністю називають частка від ділення загальної потужності встановлених в приміщенні ламп на площу приміщення (Вт / м 2)
де РЛ - потужність однієї лампи, Вт; N - число ламп; S - площа приміщення, м 2.
У таблиці П3.33¸41 наводяться дані про питомої потужності для світильників прямого світла з типовими КСС.
Питома потужність є найважливішим енергетичним показником освітлювальної установки, широко використовуваним для оцінки економічності рішень і для попереднього визначення освітлювального навантаження на початкових стадіях проектування.
Таблицями питомої потужності необхідно користуватися в межах даних, для яких вони складені.
До враховуються параметрами відносяться:
1. тип КСС світильника,
2. нормована освітленість,
3. коефіцієнт запасу. Якщо коефіцієнт запасу, прийнятий для розрахунку, відрізняється від зазначених в таблиці, то допускається пропорційний перерахунок питомої потужності,
4. коефіцієнт відображення огороджувальних поверхонь приміщення. При більш світлих або більше темних поверхнях допускається відповідно зменшувати або збільшувати на 10% питомої потужність,
5. розрахункова висота,
6. площа приміщення,
7. коефіцієнт z,
8. напруга лампи розжарювання,
(Табличні значення питомої потужності для ЛН відповідають напрузі 220 В; при напрузі 127 В значення питомої потужності, узяте з таблиць, повинна бути помножена на 0,86)
9. ККД світильників. У таблицях наведені потужності W для умовного ККД = 100%; розрахункове значення W для освітленості 100 лк від реально застосовуваних світильників визначається діленням табличного значення W100% на виражений в частках одиниці ККД світильників.
Необхідно відзначити пряму пропорційність між Е і W для люмінесцентних ламп. Наведені в таблицях W для Е = 100 лк змінюються пропорційно при розраховуються Ен.
таблиці П3.33¸41 розраховувалися для світильників прямого світла при відносно відстаней між ними або між їх рядами до висоти підвісу L: h = 0,4 для КСС типів Г-3, К-1, К-2; L: h = 1,0 для КСС типів Д-3, Г-1, Г-2 і L: h = 1,5 для КСС типів Д-1, Д-2, а також при повному збігу даних, для яких складені ці таблиці.
Порядок розрахунку за питомою потужністю при лампах розжарювання і лампах типу ДРЛ:
1) визначається h, тип і число світильників N в приміщенні;
2) за таблицями знаходиться нормована освітленість для даного виду приміщень Ен;
3) по відповідній таблиці знаходиться питома потужність W;
4) визначається потужність лампи за формулою:
і підбирається найближча стандартна лампа.
Якщо розрахункова потужність лампи виявляється більшою, ніж в прийнятих світильниках, слід визначити необхідне число світильників, прийнявши потужність лампи, прийнятну для даного світильника.
При люмінесцентних лампах зберігається колишній порядок розрахунку освітлення приміщень, включаючи визначення числа рядів світильників N і спектрального типу лампи; по відповідній таблиці знаходиться питома потужність W для ламп даної потужності або декількох можливих до застосування потужностей; для тих же ламп визначається необхідну кількість світильників в ряду:
і здійснюється компонування ряду, як розглянуто вище.
Приклад У приміщенні площею S = х = 16 х 10 = 160 м 2 з rп = 0,5; rс = 0,3; rр = 0,1 на розрахунковій висоті h = 3,2 м передбачається встановити світильники типу ЛСПО2-2 Х 40-10 (КСС типу Д-3, ККД = 60%) з ЛЛ типу ЛБ. Визначити число світильників, необхідне для створення освітленості Е = 300 лк при коефіцієнті запасу Кз = 1,8 і коефіцієнті нерівномірності z = 1,1.
По таблиці П3.39 знаходиться W100% = 2,9 Вт / м 2. Але так як в таблиці Е = 100 лк; Кз = 1,5 і ККД = 100%, пропорційним перерахунком визначається значення:
N = WS / Pл = (17,4 × 160) / 80 »35 шт.
Таким чином, передбачається 3 ряди по 12 світильників в кожному.
Для приміщення визначити нормовану освітленість, коефіцієнт запасу, кількість, тип і потужність застосовуваних джерел світла, встановлену потужність освітлювальної установки.
Вихідні дані для вирішення завдання прийняти по таблиці 3.1. відповідно до заданого варіантом. Завдання вирішити:
а) методом коефіцієнта використання світлового потоку;
б) методом питомої потужності.
Таблиця 3.1. Вихідні дані до задачі 3.