3.4. Методи розрахунку штучного освітлення

Завдання розрахунку системи штучного освітлення полягає у визначенні потужності джерел світла за заданою освітленістю, або у визначенні за заданим розміщенням світильників і відомій потужності джерел світла освітленості на розрахунковій площині.

Сумарна освітленість у заданій точці розрахункової площини (Е_Р) може розглядатись як сума двох доданків:

Е_Р = (Е_Р)_ПР + (Е_Р)_В,

де (Е_Р)_ПР – пряма складова освітленості; (Е_Р)_В – відбита складова освітленості.

Розподілення відбитої складової на розрахунковій площині, як правило, вважається рівномірним, розподілення ж прямої складової освітленості може бути суттєво нерівномірним, оскільки залежить як від світлорозподілу, так і від розміщення світильників у просторі, що освітлюється.

Якщо обидві складові освітлення розподіляються майже рівномірно, то для розрахунку середньої освітленості прийнято користуватись коефіцієнтом використання світлового потоку, під яким розуміють відношення світлового потоку, що падає на розрахункову площину (F_Р), до сумарного світлового потоку джерел світла:

де F_Л – світловий потік джерела світла (лампи), лм; n – кількість джерел світла.

Величина коефіцієнта використання світлового потоку залежить від світлорозподілу та розміщення світильників в приміщенні, ККД світильників, співвідношення розмірів приміщення і відбиваючих властивостей поверхонь, що обмежують приміщення тощо.

В тих випадках, коли умови рівномірності розподілення прямої складової освітленості не витримуються, або коли необхідно проаналізувати фактичне розподілення освітленості на розрахунковій площині, виникає необхідність в окремих розрахунках прямої та вібитої складових освітленості.

Для розрахунку прямої складової освітленості використовують різні методи, які визначаються, в основному, типом світильників і їх розміщенням у просторі, що освітлюється.

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи: світлового потоку, точковий та питомої потужності.

3.4.1. Метод світлового потоку (коефіцієнту використання) призначений для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь. Цей метод дозволяє врахувати як прямий світловий потік, так і відбитий. Основне рівняння методу, за яким можна визначити світловий потік лампи світильника, має такий вигляд:

де Е_н – нормована освітленість, лк (табл. 1); S_п – площа підлоги освітлюваного приміщеня, м²; К_з – коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп (табл. 16); Z – коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,15 для ламп розжарювання та дугових ртутних ламп (ДРЛ); Z = 1,1 для люмінесцентних ламп, якщо відношення L/h не перевищує встановлених значень); N – кількість світильників; п – кількість ламп в світильнику; η – коефіцієнт використання світлового потоку, який визначається за світлотехнічними таблицями залежно від показника приміщення і, коефіцієнтів відбиття стін та стелі і типу світильника (табл. 17, 18).

Показник приміщення і вираховується за формулою:

де а і b – довжина і ширина приміщення, м; h – висота підвісу світильника над робочою поверхнею, м.

При величині показника приміщення і > 5 коефіцієнт використання приймається як при і = 5.

Обчисливши світловий потік лампи F_Л, за таблицею вибирають найближчу стандартну лампу (табл. 19, 20), причому її світловий потік не повинен відрізнятись від розрахункового більш ніж на (–10) – (+20)%. При неможливості вибрати лампу з таким наближенням, коректується кількість ламп у світильнику (п), або ж кількість світильників (N). Якщо вже є відомим вид світильника (табл. 21) і тип ламп в ньому (табл. 19, 20), тобто відомий світловий потік світильника, то розрахунок зводиться до визначення N. Інколи формула для визначення світлового потоку лампи світильника може бути використана і для перевірочного розрахунку, коли визначається очікувана освітленість поверхні при відомих всіх інших значеннях.

Коли як джерела світла використовуються люмінесцентні лампи, то їх доцільно розташовувати рядами. Оскільки довжина цих ламп значна, необхідно співставляти сумарну довжину ряду світильників з люмінесцентними лампами з довжиною приміщення. При цьому можливі такі випадки:

– сумарна довжина світильників, що розташовані в ряд, перевищує довжину приміщення: необхідно застосувати більш потужні лампи, у яких світловий потік на одиницю довжини більший, або збільшувати кількість рядів, чи компонувати ряди із подвоєних, потроєних і т.д. світильників;

– сумарна довжина ряду світильників рівна довжині приміщення: необхідно встановити неперервний ряд світильників;

– сумарна довжина ряду світильників менша довжини приміщення: необхідно світильники розмістити в ряд через рівномірні проміжки, які, як правило, не повинні перевищувати 0,5 розрахункової висоти.

Таблиця 16