Точковий метод розрахунку освітлення

Точковий метод дає можливість знайти в будь-якій точці приміщення освітленість як в горизонтальній, так і у вертикальній або похилій площинах.

В основному точковий метод розрахунку освітлення використовується для локалізованого і зовнішнього освітлення у випадках, коли частина освітлювальних приладів загороджується розміщеним в приміщенні обладнанням, при висвітленні похилих або вертикальних поверхонь, також для розрахунку освітлення виробничих приміщень з темними стінами і стелею (ливарні, ковальські цехи, велика частина цехів металургійних заводів і т.п.).

В основу точкового способу покладено рівняння, що зв`язує освітленість і силу світла:

де: Iα - сила світла в напрямку від джерела на задану точку робочої поверхні (визначають за кривими сили світла або за таблицями обраного типу освітлювального приладу), α - кут між нормаллю до робочої поверхні і напрямком сили світла до розрахункової точки, μ - коефіцієнт, враховує дію віддалених від розрахункової точки освітлювальних приладів і відбитого світлового потоку від стінок, стелі, підлоги, обладнання, що падає на робочу поверхню в розрахунковій точці (приймають в межах μ = 1,05 ... 1,2), k - коефіцієнт запасу, hp - висок та підвісу світильника над робочою поверхнею.

До розрахунку освітлення точковим способом потрібно викреслити в масштабі схему розміщення освітлювальних приладів для визначення геометричних співвідношень і кутів.

Розрахунок точковим способом складніший, ніж розрахунок за питомою потужністю і способом коефіцієнта використання. Розрахунок ведеться за особливими формулами, номограммам, графіками і допоміжним таблицями.

Найтиповішим є визначення освітленості в горизонтальній площині від освітлювальних приладів з ЛН за допомогою графіків просторових изолюкс. Такі графіки будуються для освітлювальних приладів кожного типу і є в довідкових книжках з проектування електроосвітлення. «Ізолюкси» іменується лінія, що з`єднує точки з однаковою освітленістю.

На рис.1 по вертикальній осі відкладена висота установки освітлювального приладу над розрахунковою поверхнею h в метрах, а по горизонтальній осі - відстань d в метрах 30, 20, 15, 10, 7 ... - у кожній кривій нанесена освітленість у люксах від освітлювального приладу, має лампу зі світловим потоком рівним 1000 лм.

Щоб усвідомити призначення просторових изолюкс і суть розрахунку по ним, створимо звичайний малюнок (рис.2). Нехай в приміщенні встановлено освітлювальний прилад С на висоті h над розрахунковою поверхнею, наприклад, над підлогою. Візьмемо на підлозі точку А, в якій потрібно знайти освітленість. Позначимо відстань від проекції освітлювального приладу на розрахункову площину Про до точка А через d.

Щоб знайти освітленість в точці А, слід зазначити величини h і d. Уявімо, що h = 4 м, d = 6 м. Проведемо на рис.2 горизонтальну лінію від числа 4 на вертикальній осі і вертикальну лінію від числа 6 на горизонтальній осі. Смуги перетинаються в точці, через яку проходить крива, позначена числом 1. Це означає, що в точці А освітлювальний прилад З робить умовну освітленість е = 1 лк.

Мал. 1. Просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості від освітлювального приладу з матованим склом.

Мал. 2. До розрахунку освітлення точковим способом. З - освітлювальний прилад, О - проекція освітлювального приладу на розрахункову площину, А - контрольна точка.

Мал. 3. До розрахунку освітленості точковим способом.

Розрахунок освітленості точковим способом від освітлювальних приладів з симетричним світлорозподілом (рис.3) рекомендується вести в такій послідовності:

1. За співвідношенням d / hp визначають tga і, як слід, кут α і cos3α, де d - відстань від розрахункової точки до проекції осі симетрії світильника на площину, їй перпендикулярну і проходить через розрахункову точку.

2. За кривої сили світла (або табличних даних) для обраного типу освітлювальних приладів і кута a вибирають Ia.

3. За основною формулою підраховують горизонтальну освітленість від кожного освітлювального приладу в розрахунковій точці.

4. Визначають сумарну освітленість в контрольній точці, створювану усіма світильниками.

5. Обчислюють розрахунковий світловий потік (в люменах), який повинен бути створений кожної лампою для отримання в розрахунковій точці необхідної (нормованої) освітленості.

6. За знайденому розрахунковому світловому потоку підбирають лампу необхідної потужності.

Приклад розрахунку освітлення точковим способом

Приміщення площею 100 м2 висотою 5 м висвітлюється 4-ма світильниками типу РСП113-400 з лампами ДРЛ потужністю 400 Вт. Освітлювальні прилади розміщені по кутах квадрата зі стороною 5 м (рис. 2). Висота підвісу світильників над робочою поверхнею hp = 4,5 м. Нормована освітленість в контрольній точці А дорівнює 250 лк. Визначити, чи освітленість в контрольній точці необхідної нормі.

1. Визначаємо tgα (рис. 3), α і cos3α, α = 37 °, cos3α = 0,49.

2. Визначаємо Ia. За кривою силі світла освітлювальних приладів РСП13 (ДРЛ) при умовній лампі зі світловим потоком ФО = 1000 лм, знаходимо силу світла Ia при α = 37 ° (інтерполіруя між значеннями сили світла для кута α = 35 ° і 45 °), Ia1000 = 214 кд.

Світловий потік встановленої в освітлювальному приладі лампи ДРЛ потужністю 400 Вт дорівнює 19000 лм. Тому Ia = 214 × (19000/1000) = 214 × 19 = 4066 кд.

3. Розраховуємо освітленість від 1-го освітлювального приладу в горизонтальній площині в контрольній точці А. Беручи коефіцієнт запасу k = 1,5 для 1-го освітлювального приладу і μ = 1,05 отримаємо

Тому що в розрахунковій точці будь-який з 4 освітлювальних приладів робить схожу освітленість, то сумарна горизонтальна освітленість в точці А буде ΣЕА = 4 × 68,8 = 275,2 лк

Фактична освітленість збільшує нормовану (250 лк) приблизно на 10%, що знаходиться в допустимих межах.

Для раціоналізації техніки розрахунків освітленості точковим способом вживають довідкові криві просторових изолюкс, побудовані для кожного типу освітлювального приладу.