Лекція 11. Світлотехнічний розрахунок освітлювальних установок. Загальні положення розрахунку

Завданням світлотехнічного розрахунку освітлювальної установки, параметри якої були знайдені у попередніх стадіях проектування, може бути визначення встановленої потужності джерел світла за заданим рівнем освітленості, або визначення за заданим розміщенням світильників і відомій потужності джерел світла освітленості на розрахунковій площині й розподілу яскравості в полі зору.

Вирішення як першої, так і другої задач, прямий і перевірочний розрахунок вимагають як розрахунку розподілу світлових потоків, що безпосередньо падають від світильників на розрахункову площину, стелю і стіни, так і розрахунку багаторазового відбиття цих потоків між поверхнями, що обмежують освітлюване приміщення.

Сумарна освітленість у заданій точці розрахункової площини

Ер = (Е_р)_пр + (Е_р)_отр, (11.1)

де (Е_р)_пр — пряма складової освітленості;

(Е_р)_отр — відбита складової освітленості.

Розподіл відбитої складової освітленості є практично рівномірним, розподіл прямої складової освітленості є істотно нерівномірним, залежить від світлорозподілу і від розміщення світильників в освітлюваному просторі.

Тому середнє значення сумарної освітленості не завжди може бути критерієм для визначення необхідної потужності джерел світла, а також служити кількісною характеристикою умов освітлення.

Винятком є випадок, коли обидві складової освітленості, пряма і відбита, розподілені практично рівномірно. У цьому наразі для розрахунку середньої освітленості прийнято користуватися поняттям коефіцієнта використання світлового потоку освітлювальної установки, під яким розуміється відношення світлового потоку, що встановився на розрахунковій площині, F_р до сумарного світлового потоку джерел світла:

u_о.у.= F_р/(nF_л), (11.2)

де F_л — світловий потік джерела світла, лм,

n- число джерел світла.

Величина u_о.узалежить від світлорозподілу і розміщення світильників у приміщенні, ККД. світильників, співвідношення розмірів приміщення і властивостей відбиваючих поверхонь, що обмежують приміщення. (застосування світильників з концентрованим світлорозподілом приводить до збільшення коефіцієнта використання освітлювальної установки u_о.у_. ).

Вплив світлорозподілу і розміщення світильників на коефіцієнт використання освітлювальної установки у меншій мірі позначається в приміщеннях зі світлою обробкою. Але u_о.у зростатиме зі збільшенням частки світлового потоку, що безпосередньо падає на розрахункову площину.

Вплив ККД світильників на коефіцієнт використання освітлювальної установки визначається тим, що величина ККД залежить від втрат світлового потоку джерел світла в світильнику. Тому можна вважати, що між коефіцієнтом використання освітлювальної установки і ККД світильника існує пряма залежність, рис 11.1:

Рис. 11.1

а - сторона квадратного приміщення ;

h_р - висота підвісу світильника над розрахунковою площиною;

_п - коефіцієнт відбиття стелі;

_с - коефіцієнт відбиття стін ;

_р - коефіцієнт відбиття розрахункової площини.

Середня освітленість розрахункової площини

, (11.3)

де F_Р – сумарний світловий потік, що падає на розрахункову площину,

S_р – розрахункова площина,

k — коефіцієнт запасу, що враховує зниження світлового потоку освітлювальної установки в процесі експлуатації.

Визначення світлового потоку, що забезпечує на розрахунковій площині задану середню освітленість

(11.4)

У тих випадках, коли умова рівномірності розподілу прямої складової освітленості не дотримується або коли необхідно проаналізувати фактичний розподіл освітленості на розрахунковій площині, виникає необхідність роздільного розрахунку освітленості, створюваної світловим потоком, що безпосередньо падає від світильників на розрахункову площину, і освітленості, створюваної світловим потоком, що падає на розрахункову площину в результаті багаторазового відбиття.

Для розрахунку прямої складової освітленості використовують у подібних випадках різні методи залежно від типу світильників та їхнього розміщення в освітлюваному просторі. Що стосується відбитої складової освітленості, то, вважаючи її розподіленю рівномірно на розрахунковій площині, можна застосувати метод коефіцієнта використання:

, (11.5)