Методы оценки искусственного освещения
Искусственная освещенность может быть измерена непосредственно на рабочих поверхностях с помощью люксметра или определена ориентировочно расчетным методом.
▼Согласно МУ РБ 11.11.12-2002 измерение искусственного освещения с помощью люксметра от светильников (установок) искусственного освещения, в том числе, при работе в режиме совмещенного освещения (естественное + искусственное) должно проводиться на рабочих местах в темное время суток, когда отношение естественной освещенности к искусственной составляет не более 0,1. При комбинированном освещении (общее + местное) рабочих мест вначале измеряют суммарную освещенность от светильников общего освещения, затем включают светильники местного освещения и измеряют освещенность от светильников общего и местного освещения.
Для приблизительной оценки искусственной освещенности в дневное время суток, вначале определяют освещенность, создаваемую совмещенным освещением (естественным и искусственным), а затем – при выключенном искусственном освещении. Разность между полученными данными составит приближенную величину освещенности, создаваемую искусственным освещением.
▼Расчетный метод«Ватт»определения искусственной освещенности основан на подсчете суммарной мощности всех ламп в помещении и определении удельной мощности ламп (Р; Вт/м 2 ). Эту величину умножают на коэффициент Ет, показывающий какую освещенность (в лк) дает удельная мощность, равная 10 Вт/м 2 .
Для ламп накаливания освещенность рассчитывается по формуле:
где Е – рассчитываемая освещенность, лк;
Р – удельная мощность, Вт/м 2 ;
Ет– освещенность при удельной мощности 10 Вт/м, — зависит от мощности ламп накаливания и характера светового потока (находят по табл. 9 Приложения);
К – коэффициент запаса для жилых и общественных зданий равен 1,3.
Формула пригодна для ламп одинаковой мощности. Для ламп разной мощности, расчет освещенности производится отдельно для каждой группы ламп. Результаты суммируются.
При использовании люминесцентных ламп – удельной мощности 10 Вт/м 2 соответствует 150 лк освещенности (независимо от их мощности и характера светового потока).
▼Расчет необходимого количества светильниковдля создания заданного уровня искусственной освещенности в помещении можно произвести расчетным путем, пользуясь таблицами удельной мощности (Приложение, табл. 6). Эти таблицы составлены для соответствующих светильников и соответствующих коэффициентов отражения потолка, пола и стен (Рпот, Рпол, Рст).
Величина удельной мощности зависит от высоты подвеса светильника, площади помещения и уровня освещенности, который необходимо создать в данном помещении.
Для определения необходимого количества светильников найденную величину удельной мощности (на пересечении необходимого уровня освещенности и площади помещения с учетом высоты подвеса) нужно умножить на площадь помещения и разделить на мощность всех ламп, входящих в светильник. В светильник ШОД входят две люминесцентные лампы мощностью 40 или 80 Вт.
▼Расчет яркости освещаемой поверхностивыполняется по формуле:
где L– яркость – сила света, исходящая с единицы площади поверхности в определенном направлении (кандела/м 2 ; кд/м 2 );
Е – освещенность, лк;
К – коэффициент отражения поверхности (отношение отраженного светового потока к падающему);
Значения коэффициента отражения поверхности: белая –0,8; светло-бежевая – 0,5; светло-желтая – 0,6; зеленая – 0,46; светло-голубая – 0,3; темно-желтая – 0,2; темно-зеленая – 0,1; коричневая – 0,15; черная – 0,1; операционное поле – 0,2; свежевыпавший снег – 0,9; незагоревшая кожа – 0,35.
Уровнем яркости светящейся поверхности определяется ее блескость.
Оптимальная яркость рабочих поверхностей – несколько сот кд/м 2 . Допустимая яркость источников освещения, постоянно находящихся в поле зрения человека не более 2000 кд/м 2 , а яркость источников редко попадающих в поле зрения – не более 5000 кд/м 2 . Яркость, превышающая 5000 кд/м 2 , вызывает чувство слепимости.
▼Расчет коэффициента равномерности освещенности (отношение минимальной освещенности к максимальной) производится по формуле:
где q– коэффициент равномерности освещенности, %;
Е – освещенность исследуемой рабочей поверхности, лк;
Еmax— максимальная освещенность в данном помещении, лк.
При полной равномерности освещения – qравен 100%. Чем меньше значениеq, тем не равномернее освещенность помещения. Освещенность самого темного места помещения не должна быть слабее освещенности самого светлого места более чем в 3 раза.
Источник
Способы оценки и расчета искусственного освещения.
Расчет искусственного освещения в помещениях можно производить следующими четырьмя методами: точечным, ватт (по таблицам удельной мощности), графическим и методом коэффициента использования светового потока.
Точечный метод применяется для расчета осветительной установки при локализованном размещении светильников. Этим методом можно определить освещение наклонных плоскостей, а также проверить расчет равномерного общего освещения (без учета отраженного светового потока).
Метод-ватт (по таблицам удельной мощности) является наиболее простым, но и наименее точным из всех методов расчета освещения, поэтому применяется для ориентировочных расчетов. Этот метод дает возможность определить мощность каждой лампы (Вт) для обеспечения в помещении нормируемой освещенности:
где Pл — мощность одной лампы, Вт; Р — удельная мощность, Вт/м 2 ; S — площадь помещения, м 2 ; N — количество ламп в осветительной установке.
Удельная мощность зависит от величины нормативной освещенности, площади и высоты помещения, типа и размещения светильника и коэффициента запаса. Ее значения приводятся в таблицах и могут изменяться в больших пределах, например при освещенности до 200 лк — от 8 до 28 Вт/м 2 .
Графический методпроф. А. А. Труханова дает наибольшую точность при расчете осветительных установок с направленным светом. Расчет по этому методу ведется по номограммам.
Метод коэффициента использования светового потока наиболее применим для расчета общего равномерного освещения помещений в условиях эксплуатации промышленных предприятий. При расчете этим методом учитывается как прямой свет от светильника, так и свет, отраженный от стен и потолка:
Выбирают способ размещения светильников, который может быть симметричным или локализованным. При симметричном размещении светильники располагаются как вдоль, так и поперек помещения на одинаковом расстоянии, по углам прямоугольника или в шахматном порядке (рис. 40, а, б). Симметричное размещение светильников обеспечивает одинаковое освещение оборудования, станков, рабочих мест и проходов, но требует большого расхода электроэнергии. При локализованном расположении светильники размещают с учетом местонахождения станков, машин, оборудования, мест контроля и рабочих мест. Такое расположение светильников, сокращающее расход электроэнергии, применяют в цехах с несимметричным размещением оборудования.
Рис.. Схемы расположения светильников в производственных помещениях:
а — в плане; б — в разрезе над освещаемой поверхностью по высоте подвески
Далее определяют отношение расстояния между светильниками L к высоте их подвеса Hс. В зависимости от типа светильника это отношение L/Hc при расположении светильников прямоугольником может быть принято равным 1,4-2,0, а при шахматном расположении -1,7-2,5.
Высота расположения светильника над освещаемой поверхностью
где Н — общая высота помещения, м; hc — высота от потолка до нижней части светильника, м; hр — высота от пола до освещаемой поверхности, м.
Чтобы уменьшить ослепляющее действие светильников общего освещения, высоту подвеса их над уровнем пола устанавливают не менее 2,5-4 м при лампах мощностью до 200 Вт и не менее 3-6 м при лампах большей мощности.
Потребное число светильников (ламп) n= S/L2 (при La = Lb).
На следующем этапе расчета определяют показатель помещения
где а, б — соответственно длина и ширина помещения, м.
По найденному показателю помещения i и коэффициентам отражения потолка и стен определяют по таблицам коэффициент использования светового потока η осветительной установки. Под коэффициентом использования светового потока η принимают отношение светового потока, падающего на расчетную поверхность к световому потоку источников света. Его величина зависит от КПД и кривой распределения силы света светильника, высоты его подвеса Hс, показателя помещения i, коэффициента отражения потолка ρп и стен ρст.
Виды освещения.
В зависимости от источника света, освещение может быть естественным, искусственным исовмещённым.
Естественное освещение – это освещение помещения дневным солнечным светом (прямым или отражённым), проникающим через световые проёмы. Оно обеспечивает более равномерное освещение рабочих помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что создаваемая освещенность изменяется в очень широких пределах в зависимости от времени года, дня, метеоусловий. Непостоянство естественного света, который может резко меняться в течение короткого промежутка времени, вызывает необходимость нормировать естественное освещение. Поэтому в качестве нормируемой величины для естественного освещения принята относительная величина – коэффициент естественной освещенности (КЕО), равный отношению освещенности в данной точке внутри помещения ЕВ к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности ЕН, создаваемой светом полностью открытого небосвода:
КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекленения и переплетов, их загрязнение, т.е. способность системы естественного освещения пропускать свет.
С течением времени из-за загрязнения и запыления остекления, эффективность естественного освещения снижается (до 25%). Поэтому необходимо 2 раза в год очищать стекла, 1 раз в год белить стены и потолки.
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. Оно бывает следующих видов:
1. Боковое. Свет поступает в помещение через световые проемы окон в наружных стенах.
2. Верхнее. Свет поступает через световые фонари (светильники) и застекленные проемы и покрытия, а так же через проемы в местах перепадов высот смежных пролетов зданий.
3. Комбинированное. Свет поступает в рабочее помещение через окна, верхние фонари (светильники) или проемы.
Искусственное освещение. Предусмотрено для освещения рабочих поверхностей в тёмное время суток или при недостаточном естественном освещении. Искусственное освещение может быть:
1. Общее. Создает равномерное освещение всего производственного помещения за счет равномерного расположения светильников над поверхностью освещаемого пространства с лампами одинаковой мощности.
2. Местное. Создает освещение отдельных рабочих мест. Применение лишь одного местного освещения в производственных и служебных помещениях не допускается.
3. Комбинированное. Состоит в одновременном использовании общего и местного искусственного освещения. В качестве освещения может использоваться естественный и искусственный свет.
По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное (ГОСТ 12.1.046-85 Нормы освещения строительных площадок).
1. Рабочее освещение предусматривается для всех помещений, участков, открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.
2. Аварийное освещение. Предусмотрено, когда выключение рабочего освещения может привести к пожару, взрыву, к отравлению людей, длительному нарушению технологического процесса. Наименьшая освещённость, создаваемая аварийным освещением должна составлять 5% освещённости рабочего освещения, но не менее 2 лк внутри зданий и не менее 1 лк на территории организации.
3. Эвакуационное освещение. Предназначено для безопасной эвакуации людей. Данное освещение должно обеспечивать на полу основных проходов (или на земле) и на ступенях лестниц освещённость в 0,5 лк в помещениях и 0,2 лк на открытой территории.
4. Охранное освещение. Устанавливается вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время. Должно обеспечивать освещённость в 0,5 лк на уровне земли.
При необходимости часть светильников того или иного вида освещения может применяться длядежурного освещения.
Задачей расчета искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания в производственном помещении заданной освещенности. Порядок расчета осветительной установки:
1. Выбрать тип источника света (в основном для общего освещения рекомендуется люминесцентные лампы, для местного освещения – лампы накаливания).
2. Определить систему освещения (общая, местная, комбинированная).
3. Выбрать тип светильников с учетом характеристики светораспределения, условий среды и т.п.
4. Распределить светильники и определить их количество.
5. Определить норму освещенности на рабочем месте.
Расстояние L между светильниками или рядами определяется по формуле:
hp- высота светильника над расчетной поверхностью (на высоте 0,8 м от уровня пола),
λ — относительное расстояние между светильниками, определяется в зависимости от характера светораспределения светильника и типа лампы.
При расчете общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей обычно принимаетсяметод коэффициента использования светового потока.
Количество светильников определяется по формуле:
Е – требуемая освещенность по нормам (лк),
S — освещаемая площадь (м2),
К — коэффициент запаса (1,15 . 1,8),
Z — коэффициент неравномерности (1,1 . 1,2),
N — количество ламп светильника,
Ф — световой поток одной лампы (лм),
Η — коэффициент использования осветительной установки (0,2 … 0,7).
Более простым является метод удельной мощности. Определяется мощность светильников.
W – суммарная мощность светильников,
S – площадь помещения.
Светильник – это источник света в осветительной арматуре.
Источник
Методы расчета искусственного освещения
Существуют различные методы расчета искусственного освещения, которые можно свести к трем основным: точечному и методу коэффициента использования светового потока и метод удельной мощности.
Точечный метод предназначен для нахождения освещенности в расчетной точке, он служит для расчета освещения произвольно расположенных поверхностей при любом распределении освещенности. Отраженная составляющая освещенности в этом методе учитывается приближенно. Точечным методом рассчитывается общее локализованное освещение, а также общее равномерное освещение при наличии существенных затенений.
Наиболее распространенным в проектной практике является метод расчета искусственного освещения по методу коэффициента использования светового потока.
Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света
где Фр — световой поток, падающий на расчетную плоскость; Фл — световой поток источника света; n — число источников света.
Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой — соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.
Метод удельной мощности применяется для предварительного определения мощности установленной осветительной установки или для ориентировочной оценки правильности выполненного расчета. Он базируется на средних значениях мощности, необходимой для создания требуемой освещенности при средних значениях коэффициента использования осветительной установки.
Сущность расчета освещения по методу удельной мощности заключается в том, что в зависимости от типа светильника и места его установки, высоты подвеса над рабочей поверхностью, освещенностью, освещенности на горизонтальной поверхности и площади помещения определяется значение удельной мощности
Удельная мощность — отношение установленной мощности ламп к величине освещаемой площади (Вт/м2).
Значения удельной мощности для различных ламп приведены в таблицах.
Большие значения удельной мощности принимаются для помещений с меньшей площадью освещения.
Мощность общей лампы определяют:
Где w — удельная мощность общего равномерного освещения,
S — площадь помещения,
N — число светильников.
Расчеты со светодиодными светильниками рекомендуется производить точечным методом, в европейской программе «Dialux».
Главное усовершенствование DIALux затрагивает UGR расчет.
UGR (Unified Glare Rating) — обобщенный показатель дискомфорта, коэффициент ослепления.
DIALux может вычислять следующие UGR результаты:
- UGR таблицы для всех светильников с прямым освещением согласно стандарта CIE (Международной комиссии по освещению), CIBSE TM10 или NB.
- Вывод результата «одним листом» и резюме «стандартной комнаты» (прямоугольная, без мебели, только один тип светильника) показывают четыре стандартных UGR значения для левой и нижней стен, при просмотре вдоль и поперек оси светильника. Результат сохраняет ручной расчет с помощью стандартной таблицы.
- Вы можете разместить UGR наблюдателей на рабочих местах, чтобы получить значения UGR в зависимости от
- a. позиции и направления взгляда
- b. всех использованных светильников
- c. позиции и поворота светильников
- d. затенения и отражения
- С помощью UGR расчетных поверхностей Вы получаете распределение значений UGR по площади. Расчет сопоставим с расчетом UGR наблюдателей. В результатах перечисляется информация о локальных проблемах ослепления на произвольных местах в комнате.
Источник
