 |
|
Метод коефіцієнта використання
Нехай у приміщенні встановлено N світильників, потік ламп у кожному з яких Ф, всього в приміщення внесений потік NФ. Не весь цей потік падає на освітлювану поверхню (тобто на підлогу або рівновелику йому горизонтальну площину на рівні 
від підлоги), оскільки частково губиться у світильниках, частково падає на стіни й стелю приміщення. Відношення потоку, що падає на освітлювану поверхню, до всього потоку ламп називається коефіцієнтом використання і позначається 
. У такий спосіб корисним потоком можна вважати 
. Розподіляючись по площі S, цей потік створює на ній середню освітленість 
.
Якщо, як це найчастіше має місце, розрахунок ведеться на мінімальну освітленість, що завжди менше середньої, увівши коефіцієнт мінімальної освітленості 
, одержимо
. (4.1)
Оскільки нормована освітленість повинна бути забезпечена на весь час експлуатації, треба цю освітленість розділити на коефіцієнт запасу 
:
. (4.2)
Світловий потік або кількість світильників, необхідних для створення заданої освітленості, визначаються за формулами:
, (4.3)
, (4.4)
де 
– нормована освітленість, лк;
– площа освітлюваної поверхні, м2;
– розрахунковий світловий потік кожної лампи, лм;
– кількість ламп у світильнику, шт.;
– коефіцієнт використання світлового потоку;
– коефіцієнт мінімальної освітленості;
– коефіцієнт запасу.
Даний метод полягає у визначенні коефіцієнта використання світлового потоку джерела світла системою світильник - приміщення.
Коефіцієнт використання світлового потоку залежить від багатьох факторів, що характеризують світильник і освітлюване приміщення:
· із збільшенням ККД світильника збільшується й ;
· зростає при збільшенні коефіцієнта відбиття поверхонь стін, стелі, робочої поверхні;
· залежить від КСС (чим вужча крива, тим вище );
· зі зменшенням розрахункової висоти 
зростає;
· зі збільшенням площі освітлюваної поверхні збільшується;
· чим менше форма приміщення відрізняється від квадрата, тим вище .
Величина коефіцієнта використання визначається за формулою:
, (4.5)
де 
– ККД світильника; 
– ККД приміщення.
Коефіцієнт залежить від геометричних параметрів приміщення, його оптичних характеристик та КСС світильників, якими планується освітити дане приміщення.
Геометричні параметри приміщення оцінюються індексом приміщення i, що визначається за формулою:
, (4.6)
де а – довжина приміщення; b – ширина приміщення;
h – розрахункова висота установки світильників.
Оптичні характеристики приміщення оцінюються коефіцієнтами відбиття стелі 
, стін 
, робочої поверхні 
.
Значення коефіцієнта відбиття визначаються за допомогою нижченаведеної таблиці 4.1.
Значення ККД приміщення 
визначаємо за допомогою таблиці 4.2.
Коефіцієнт z для точкових джерел світла, розташованих по вершинах полів, береться 
, а при освітленні лініями люмінесцентних світильників 
.
Таблиця 4.1 – Значення коефіцієнтів відбиття
| Характеристики поверхні | Коефіцієнти відбиття |
| Поверхня матеріалів з високим відбиттям | 0,8 |
| Площина з білою поверхнею | 0,7 |
| Площина зі світлою поверхнею | 0,5 |
| Площина із сірою поверхнею | 0,3 |
| Площина з темною поверхнею | 0,1 |
Таблиця 4.2 – Значення ККД приміщення
| 0,7 | 0,7 | 0,7 | ||||||||||||||||
| 0,5 | 0,5 | 0.3 | ||||||||||||||||
| 0,3 | 0,1 | 0,1 | ||||||||||||||||
| КСС | Індекс приміщень | ||||||||||||||||||
| 0.6 | 0,8 | 1,25 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | |||||||||||
| М | |||||||||||||||||||
| Д | |||||||||||||||||||
| Г | |||||||||||||||||||
| К | |||||||||||||||||||
| Л | |||||||||||||||||||
|
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||||||||||||
|
| 0,5 | 0,5 | 0.3 | ||||||||||||||||
|
| 0,3 | 0,1 | 0,1 | ||||||||||||||||
| КСС | Індекс приміщень | ||||||||||||||||||
| 0.6 | 0,8 | 1,25 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | |||||||||||
| М | |||||||||||||||||||
| Д | |||||||||||||||||||
| Г | |||||||||||||||||||
| К | |||||||||||||||||||
| Л | |||||||||||||||||||
|
| 0,3 | |||||||||||
|
| 0,1 | |||||||||||
|
| 0,1 | |||||||||||
| КСС | Індекс приміщень | |||||||||||
| 0.6 | 0,8 | 1,25 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | |||||||
| М | ||||||||||||
| Д | ||||||||||||
| Г | ||||||||||||
| К | ||||||||||||
| Л |
Коефіцієнт запасу враховує зниження освітленості в процесі експлуатації в результаті зменшення світлового потоку джерела світла в процесі горіння, зниження ККД світильників у результаті забруднення стін і стелі приміщення. Значення коефіцієнта запасу для різних приміщень наведені в таблиці 4.3.
Таблиця 4.3 – Значення коефіцієнта запасу
| Об'єкти освітлення | З газорозрядними лампами | З лампами розжарювання |
| 1. Виробничі приміщення з повітряним середовищем, що містить 10 мг/м3 і більше пилу, диму, кіптяви | 2,0 | 1,7 |
| 2. Виробничі приміщення з повітряним середовищем, що містить від 5 до 10 мг/м3 пилу, диму й кіптяви | 1,8 | 1,5 |
| 3. Виробничі приміщення з повітряним середовищем, що містить не більше 5 мг/м3 пилу, диму й кіптяви | 1,5 | 1,3 |
| 4. Допоміжні приміщення з нормальним повітряним середовищем і приміщення адміністративних і житлових будинків | 1,5 | 1,3 |
| 5. Вулиці, площі, дороги; території промислових підприємств, суспільних будинків, житлових районів і виставок; парки, бульвари | 1,5 | 1,3 |
Примітка. У приміщеннях з особливим режимом чистоти повітря при використанні світильників, які обслуговуються знизу, коефіцієнти запасу можуть бути знижені до
1,3 – для газорозрядних ламп і до 1,15 – для ламп розжарювання.
Світлові потоки ламп наведені в таблицях 4.4 – 4.8.
Таблиця 4.4
| Тип лампи | Св. потік, лм |
| ДНАТ50 | |
| ДНАТ70 | |
| ДНАТ100 | |
| ДНАТ150 | |
| ДНАТ250 | |
| ДНАТ400 | |
| ДНАТ1000 |
Таблиця 4.5
| Тип лампи | Св. потік, лм |
| ДРЛ50 | |
| ДРЛ80 | |
| ДРЛ125 | |
| ДРЛ250 | |
| ДРЛ400 | |
| ДРЛ700 | |
| ДРЛ1000 | |
| ДРЛ2000 |
Таблиця 4.6
| Тип лампи | Св. потік, лм |
| ДРІ75 | |
| ДРІ100 | |
| ДРІ150 | |
| ДРІ250 | |
| ДРІ400 | |
| ДРІ700 | |
| ДРІ1000 | |
| ДРІ2000 | |
| ДРІ3000 |
Таблиця 4.7
| Тип лампи | Св. потік, лм |
| ЛБ4 | |
| ЛБ6 | |
| ЛБ8 | |
| ЛБ13 | |
| ЛБ15 | |
| ЛБ18 | |
| ЛБ20 | |
| ЛБ30 | |
| ЛБ36 | |
| ЛБ40 | |
| ЛБ58 | |
| ЛБ65 | |
| ЛБ80 | |
| ЛБ70 | |
| КЛ7 | |
| КЛ9 | |
| КЛ11 |
Таблиця 4.8
| Тип лампи | Св. потік, лм |
| Б 220 | |
| Б 220 | |
| Б 220 | |
| БК220 | |
| Б 220 | |
| БК220 | |
| Б 220 | |
| БК220 | |
| Б 220 | |
| БК220 100 | |
| Б 220 | |
| Г 220 | |
| Г 220 | |
| Г 220 | |
| Г 220 | |
| Г 220 | |
| Г220 1000 |
Точковий метод
Основним інструментарієм точкового методу є графіки або таблиці, що дозволяють безпосередньо або після нескладних розрахунків визначити освітленість будь-якої точки поверхні, що створюється світильником з відомими параметрами; світлорозподілом, світловим потоком ламп і геометричними характеристиками, що визначають розміщення світильника.
З багатьох запропонованих прийомів розв’язання цього завдання для точкових випромінювачів (якимись майже завжди можна вважати світильники з лампами розжарювання, а також лампами ДРЛ, ДРІ й ДНаТ) широкого застосування набули три види графіків, що описуються нижче. Усі вони складаються для світильників з умовним потоком лампи (або декількох ламп сумарно) 1000 лм і призначаються для визначення освітленості горизонтальної поверхні.
Криві відносної освітленості. Освітленість точки А горизонтальної поверхні (рис. 4.1) виражається формулою
, (4.7)
у якій будемо вважати силу світла 
заданою для умовної лампи зі світловим потоком 1000 лм. Чисельник цієї формули назвемо відносною освітленістю й будемо позначати 
.
Ця величина чисельно відповідає освітленості точки а, розташованої на тому самому промені, що й точка А, але на площині, стосовно якої висота установки світильника дорівнює 1 м. Увівши це позначення, перепишемо формулу (4.7). Одночасно замінивши для освітленості позначення Е на е, щоб підкреслити, що освітленість розраховується не в цілому, а для лампи 1000 лм.
Рисунок 4.1 – Освітленість точки
| 
Рисунок 4.2 – Криві відносної освітленості для світильника РСП
|
Таким чином,
і 
. (4.8)
Хоча відносна освітленість є функцією кута 
, але її зручніше зображувати кривими у функції відношення 
, що відповідає абсцисі точки а на рис. 4.1. Щоб, не збільшуючи розмірів графіка та не зменшуючи масштабу шкали, мати можливість користуватися ним при 
, застосовують умовний прийом, коли зі збільшенням d воно стає більшим, ніж h, заміняють аргумент на 
, тобто повертають криву назад до початку координат. Частина цієї кривої для підвищення точності відліку іноді будується в десятикратному масштабі. Приклад графіка відносної освітленості показаний на рис. 4.2. Перехід від відносної освітленості до освітленості даної конкретної поверхні проводиться відповідно до виразу (4.8). Якщо ж потрібно знайти освітленість не для лампи зі світловим потоком 1000 лм, а для лампи з потоком Ф, то додатково вводиться множник 
, і основна формула набирає вигляду:
. (4.9)
Просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості. Введену раніше величину е – освітленість, створювану на конкретній поверхні від світильника з лампою 1000 лм, будемо називати умовною освітленістю. При заданому світлорозподілі світильника ця величина є функцією параметрів d і h і, отже, може бути зображена на площині рядом кривих або кривими рівних значень – ізолюксами, побудованими в координатній площині d – h. На будь-якому напрямку цієї площини існує точка з будь-яким заданим значенням е. Однією з координат цієї точки є напрямок , другою – висота, обумовлена відповідно до формули (4.8) виразом
. (4.10)
Для побудови графіка на заготовленій сітці d – h наносяться промені напрямків 0 – 5 – 15 і т.д. градусів (при різних масштабах для d і h, що іноді зручно, промені проводяться за значеннями 
). Розміщення точок ізолюкс на кожному промені визначається за виразом (4.10). Отримані точки з'єднуються плавними кривими. На рис. 4.3 наводиться графік для того самого світильника, для якого були наведені криві освітленості. Якщо значення d і h виходять за межі координат кривих просторових ізолюкс умовної горизонтальної освітленості, то можна обидві координати збільшити (зменшити) в n разів так, щоб точка виявилася в межах графіка, а визначене за графіком значення e збільшити (зменшити) в n2 разів (тому що освітленість обернено пропорційна квадрату відстані).
Рисунок 4.10 – Просторові ізолюкси умовної горизонтальної освітленості для світильника РСП
Графіки дають безпосереднє уявлення про найвигіднішу висоту установки світильника при заданому значенні d. Так, з рис. 4.10 видно, що при 
м світильник створює найбільшу можливу освітленість 1 лк при висоті 
м.
Умовні ізолюкси. 
Під такою назвою відомі графіки, призначені для визначення відносної освітленості від світильників з некруглосиметричним світлорозподілом, коли описані вище графіки незастосовні.
Для світильників з несиметричним світлорозподілом сила світла визначається не тільки меридіональним кутом , але й азимутом 
, відповідно до чого освітленість точки А (рис. 4.11) визначається вже не двома, а трьома параметрами: h, x, y або h, d, . Для розрахунку зручно користуватися графіком, що показує розподіл освітленості на умовній площині, що паралельна даній, але віддалена від світильника на 1 м, тобто кривими ізолюкс відносної освітленості. Точці А на дійсній площині відповідає точка а на умовній площині з координатами 
, 
.
Рисунок 4.11 – Освітлення точки несиметричним світильником
На рис. 4.11 показаний один квадрант освітлюваної й відповідно умовної площини. Цього досить, коли світлорозподіл світильника має дві площини симетрії. При одній площині симетрії необхідно мати графік із двома квадрантами, у найбільш загальному випадку – із чотирма.
Для побудови графіка необхідні дані про світлорозподіл світильника для декількох меридіональних площин, тобто для декількох . Для кожного будується звичайна крива відносної освітленості 
, але без обернення аргументу при 
. Нехай побудовані такі криві для трьох значень (рис. 4.12). Відзначаємо на них цілі значення , для яких ми збираємося побудувати ізолюкси, і абсциси, що відповідають цим значенням, циркулем-вимірником переносимо на сітку 
. Трохи складніше будуються графіки для світильників із трубчастими лампами, для яких даються тільки дві криві світлорозподілу – у поздовжній і поперечній площинах.
Рисунок 4.12 – Перенесення точок при побудові ізолюкс
Для переходу від відносної освітленості до дійсної застосовується формула (4.9). Приклад графіка умовних ізолюкс наведений на рис. 4.13. Для того щоб зв'язати напрямки координатних осей 
і з певним положенням світильника, на графіку схематично показані контури останнього.
Рисунок 4.13 – Умовні ізолюкси для світильника ЛПО07В 2x40