Расчет освещения – методы и последовательность

Расчет светового освещения методом светового потока, точечным, или способом удельной мощности, может быть осуществлен для любого помещения. Но если метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения, то точечный метод чаще используют для расчета освещенности локальных мест, а метод удельной мощности — для определения примерной мощности светильников.

Кроме того, метод расчета зависит от известных параметров освещения и его конечного назначения. Поэтому, дабы не быть голословными, давайте разберем каждую из этих методик отдельно и по этапам.

Методы расчета освещения

Как мы уже указали выше, существует три основных способа расчета освещения – это метод коэффициента использования светового потока, точечный метод и метод удельной мощности. Давайте разберем каждый из них по отдельности.

Расчет по методу коэффициента использования светового потока

Данный метод расчета, может быть выполнен для двух случаев – когда известно точное количество ламп и необходимо рассчитать их мощность, или, когда известна мощность ламп и необходимо рассчитать их количество. Давайте рассмотрим оба варианта.

Расчет производится по формуле:

Давайте рассмотрим каждое из значений из этой формулы по отдельности, и разберемся от чего оно зависит.

Итак:

• E_min – это минимальное нормируемое значение освещенности для данного помещения. Данное значение задается табл.1 СНиП 23-05-95, и зависит от таких показателей как характеристика зрительной работы, характеристик фона и типа освещения. Для отдельных помещений данный показатель приведен в табл.2 СНиП 23-05-95.

• S – это площадь помещения. Здесь все достаточно логично, ведь чем больше площадь помещения, тем большее количество света необходимо для ее освещения. И не учитывать этот фактор мы не можем.
• K_з – это коэффициент запаса. Этот показатель учитывает, что в процессе эксплуатации лампа будет подвергаться загрязнению, и ее световой поток будет снижаться. Кроме того, данный показатель позволяет учесть снижение отраженной составляющей от стен потолка и других поверхностей. Ведь в процессе эксплуатации краски этих поверхностей тускнеют, и так же поддаются загрязнению. Инструкция советует принимать коэффициент запаса для ламп накаливания равным 1,3, а для газоразрядных ламп равным 1,5. Более точно его можно выбрать по табл.3 СНиП 23-05-95.

• Z – коэффициент неравномерности освещения. Данное значение зависит от равномерности распределения светильников по всей площади помещения, а также от наличия затеняющих объектов. Вычисляется данное значение по формуле:

E_ср – это среднее значение освещенности в помещении, а E_min – соответственно его минимальное значение.

Обратите внимание! Для большинства помещений, неравномерность освещения строго ограничена. Так, для помещений, в которых выполняются работы I—II зрительных разрядов, коэффициент Z не должен превышать 1,5 для люминесцентных ламп, или 2 для других источников света. Для остальных помещений, данный коэффициент составляет 1,8 и 3 соответственно.

• N – это количество светильников, установленных в помещении. Он зависит от выбранной системы освещения.
• n – количество ламп в светильнике. Если применяются одноламповые светильники, то его значение равно единице. При большем количестве, ставим соответствующее число.
• ɳ — коэффициент использования светового потока. Он определяется как соотношение излучаемого и падающего на рабочую поверхность, светового потока всех ламп. А вот для его определения следует использовать специальную справочную литературу. Ведь данный параметр является производной от индекса помещения, коэффициента отражения стен и потолка, а также от типа светильника.

Методом коэффициента использования светового потока, можно произвести расчет и количества необходимых светильников, при известной величине светового потока. Для этого следует использовать формулу —

Величины в этой формуле не отличаются от рассмотренного выше варианта, поэтому более детально данную формулу рассматривать не будем.

Расчет точечным методом

Расчет точечным методом содержит некоторые отличия для точечных светильников, и для так называемых, световых полос. Под световыми полосами подразумевают люминесцентные лампы. Давайте рассмотрим оба варианта.

Итак:

• Начнем с расчета точечных светильников. На самом первом этапе расчета, нам следует вычислить высоту Н_р. Данная высота является разностью между высотой подвеса светильника и нормируемой высотой минимальной освещенности.

• Высота подвеса светильника — это расстояние от потолка до непосредственно лампы. Она зависит от строения светильника.

• С нормируемой высотой минимальной освещенности, все немного сложнее. Как мы уже говорили выше, в табл. 2 СниП 23-05-95 вы можете найти минимально допустимое освещение практически для любого помещения.
• В то же время высота, для которой указана данная норма, может отличаться. Обычно она варьируется от 0 до 1,0 метра. Это обусловлено тем, что в одних помещениях необходимо обеспечить максимальную освещенность в районе пола, а для других на уровне движения или стола, то есть 0,7 метра.
• Для того чтобы получить высоту Н_р, необходимо от высоты помещения вычесть две рассмотренные выше высоты.

• Теперь нам следует начертить план помещения и размещения светильников, на котором мы должны определить равноудаленную точку от всех светильников в помещении. Именно для нее будет производится расчет. Кроме того, масштабированный план значительно облегчит расчет точечным методом освещения в любом помещении. Ведь это позволит вычислить расстояние от любого из светильников до расчётной точки – обычно его обозначают d.
• Вычисление величин Н_р и d, нам было необходимо для получения значения горизонтальной освещенности в искомой точке. Эта величина вычисляется по специальным графикам пространственных изолюксов. А этот график зависит от типа светильников.

• Найдя параметр Н_р на оси ординат, а параметр d на оси абсцисс, на их пересечении мы получим условную освещенность в искомой точке от данного светильника.
• Но нам необходимо найти условную освещенность в данной точке от каждого расположенного поблизости светильника, а затем суммировать их значение. Таким образом мы получим величину Е_е.
• Теперь, для расчета точечным методом, пример формулы будет следующим –

• В этой формуле, 1000 – это условный световой поток лампы. Е_н – нормируемая освещенность, k_з – коэффициент запаса, выбор которого мы рассматривали в предыдущем разделе нашей статьи.
• µ — это коэффициент добавочной освещенности от соседних светильников и отраженного света. Обычно значение данного показателя принимают от 1 до 1,5.

Но для люминесцентных ламп данный расчёт не подходит. Для него разработан так называемый точечный метод расчета светящихся полос. Суть данного метода идентична варианту, рассмотренному выше, и его вполне можно сделать своими руками.

Для начала, как и в первом варианте, вычисляем значение Н_р. Затем рисуем план помещения и расположения светильников.

Обратите внимание! План следует создавать с соблюдением масштаба. Это необходимо для определения точки А, для которой мы производим расчет. Эта точка будет расположена посередине светящейся полосы, то есть лампы, и удалена от этой середины на расстояние р.

• На следующем этапе, определяем линейную плотность светового потока. Делается это по формуле F=F_св×n/L. Для этой формулы F_св – это световой поток светильника. Его значение равно сумме световых потоков всех ламп в светильнике. N – это количество светильников в полосе. Обычно таких светильников один, но могут быть и другие варианты. L – это длина лампы.
• На следующем этапе, нам необходимо найти так называемые приведенные размеры – р* и L*. Р* = p/H_p, а L*=L/2 ×H_p. Исходя из этих приведенных размеров, по графикам линейных изолюксов находим относительную освещенность в заданной точке. Дальнейшие вычисления выполняем по той же формуле, как и для точечных светильников.

Расчет способом удельной мощности

Последним возможным вариантом расчета освещения, является метод удельной мощности. Данный метод относительно прост, но не дает точных результатов. Кроме того, он требует использования большого количества справочной литературы, приведенной на видео.

Суть данного метода сводится к следующему. Прежде всего, определяем величину Н_р. Ее мы искали во всех описанных выше вариантах, поэтому не будем на ней останавливаться более подробно.

• Дальнейший расчет производится по таблицам. В них мы определяем необходимую для данного помещения удельную мощность всех светильников – Р_уд.
• После этого можно определить мощность одной лампы. Делается это по формуле –

Где S – площадь помещения, а n – количество ламп.

Исходя из полученного значения, находим ближайшее большее значение существующих ламп. Если мощность ламп не соответствует требованиям светильника, то увеличиваем количество светильников, и повторяем расчет методом удельной мощности.

Выбор метода расчета

Имея представление, каким образом производится расчет, давайте рассмотрим, какой из способов выбрать конкретно для вашего случая. Ведь различные методы расчета предназначены для различных помещений и условий.

Итак:

• Начнем с метода коэффициента использования светового потока. Данный способ нашел достаточно широкое применение. Преимущественно его применяют для расчета общего освещения в помещениях, не имеющих перепадов высот по горизонтали. Кроме того, данный способ не сможет выявить затененные участки, и произвести расчет для них.

• Для этих целей существует точечный метод. Он применяется для расчета местного освещения, затененных участков и помещений с перепадом высот, а также наклонных поверхностей. Но вот общее равномерное освещение таким методом посчитать достаточно сложно — ведь он не учитывает отраженные и некоторые другие составляющие.
• А вот способ удельной мощности, является одним из наиболее простых. Но в то же время он не дает точных значений, и преимущественно используется в качестве приближенного. С его помощью определяют приближенное количество светильников и их мощность.

Кроме того, данный расчет позволяет определить, какова приближенная цена монтажа и эксплуатации данной осветительной системы.

Вывод

Конечно, такие сложные методологии совершенно не нужны, если вы просто создаете освещение рассады в домашних условиях. Для этого и подобных случаев, достаточно применить нормируемый показатель минимальной освещенности, умножив его на площадь помещения.

А уже, исходя из полученного значения, выбрать количество и мощность ламп. Но если говорить о промышленных масштабах, то здесь без тщательного расчёта не обойтись. И лучше в данном вопросе не заниматься самодеятельностью, а довериться профессиональным конструкторским бюро.