Методы расчёта освещения

Существует ряд задач, для которых может потребоваться осуществление светотехнических расчётов:

• установление мощности ламп, которая будет необходима для получения нужной степени освещённости (при определённом количестве, типе и расположении светильников)
• правильное расположение и расчёт числа светильников (при определённой мощности ламп и заданном типе светильников и с целью получения нужной степени освещённости)
• определение расчётной освещённости (при определённом типе, расположении и мощности ламп)

В некоторых видах помещений предусмотрены нормативы, определяющие мощность используемых источников света. Ниже вы найдёте таблицу норм освещённости.

Цель светотехнических расчётов определяет методы их осуществления.

Метод коэффициента использования актуален при любом типе светильников и используется при определении общего освещения горизонтальных поверхностей. Помогает рассчитать световой поток лампы, отличающий её из числа стандартных. При этом поток выбранной лампы может отличаться на -10% или +20% по сравнению с расчётным значением. Если необходимо допустить большее расхождение, то эта разница компенсируется меньшим или большим числом светильников, соответственно.

Расчёт проводится по формуле F = (Емин х S х kз х z) / (n х η) в ниже изложенном порядке:

1. Вычисляем расчётную высоту подвеса (зависит от габаритов помещения), число и тип светильников.

Формула для вычисления расчётной высоты:

Hр = H – hc – hр, м

где Н – высота помещения (в м); hc – свес (обычно от 0 до 1,5 м); hр – расстояние между поверхностью пола и рабочей поверхностью (обычно 0,8 м).

Рис. 1: Установление расчётной высоты

2. Нормированную освещенность Емин, поправочный коэффициент z и коэффициент запаса kз находим по справочным таблицам.

4. Определяем коэффициент использования светопотока ламп η. Зависит от типа светильника и от коэффициентов отражения ρп (потолка), ρс (стен), ρр (рабочей поверхности).

5. Подставляем полученные значения в формулу F = (Емин х S х kз х z) / (n х η).

Метод удельной мощности используется, когда необходимо предварительно (приблизительно) определить установленную мощность световой установки.

Мощность лампы вычисляется по формуле Pл = (pуд х S) / n

Порядок расчётов:

1. Определяем число и тип светильников, расчётную высоту подвеса Hр.

2. Находим по таблицам норм освещённости стандарты для нужного типа помещений Емин и удельную мощность pуд.

3. Подставляем актуальное значения площади помещения S и числа светильников n.

4. Рассчитываем по формуле мощность отдельной лампы и подбираем самый близкий стандартный вариант.

Точечный метод предназначен для определения общего равномерного освещения в любой из точек помещения и плоскостей (вертикальной, горизонтальной, наклонной).

Порядок расчёта (применим для точечных источников света):

1. Устанавливаем тип светильников, их расположение, расчётную высоту подвеса Hр.

2. Чертим план помещения (в масштабе), указываем на нём светильники. Наносим на него контрольную точку А. Находим расстояние до проекций светильников – d.

Рис. 2. Контрольные точки при расположении светильников в углах квадрата (А) или по сторонам прямоугольника (В)

3. Находим е – освещённость от каждого отдельного светильника по пространственным изолюксам (условным линиям, соединяющим одинаково освещённые точки) горизонтальной освещённости.

4. Находим ∑е – общую условную освещённость.

5. Рассчитываем по формуле горизонтальную освещённость в точке А:

Еа = (F х μ / 1000х kз) х ∑е,

где F – значение светопотока ламп, μ – коэффициент дополнительной освещённости (от отражения потока света и от удалённых светильников), kз – коэффициент запаса.

Порядок расчёта (применим для светящихся полос):

1. Определяем тип светильников и ламп, расположение в полосе светильников, полос в помещении, а также расчётную высоту Hр. Наносим полосы на план помещения в масштабе.

2. Определяем контрольную точку А на плане и находим расстояние от проекции полос до указанной точки р. Согласно плану находим половину длины полосы L.

Рис. 3. Схема расчёта точечным методом (для светящихся полос)

3. Рассчитываем линейную плотность потока света:

F' = (Fсв х n) / 2L,

где Fсв – сумма светопотоков ламп, а n – число светильников в полосе.

4. Находим освещённость каждого светильника е и общую освещённость ∑е при помощи графиков линейных изолюксов.

5. Подставляем полученные значения в формулу:

Еа = (F' х μ / 1000х kз) х ∑е

Кроме того, существует комбинированный метод. Он применяется в случаях, если метод коэффициента использования применить невозможно, а также если используются светильники не из класса прямого света.