Расчет прожекторного освещения обычно производят для определения типа прожектора, необходимого количества, высоты, места и угла наклона оптической оси в вертикальной и горизонтальной плоскостях, обеспечивающих заданную нормами освещенность мест производства работ. В соответствии с ГОСТ 12.1.046—85 для освещения строительных площадок и участков рекомендуется применять типы прожекторов, приведенные в табл. 9.2. Основными характеристиками прожекторов являются: максимальная (осевая) сила света I 0 (рис. 9.8), углы рассеяния в вертикальной 2βв и горизонтальной 2βг плоскостях. Для точки а0 сила света составляет 0,1 ее максимального значения.
Расчет прожекторного освещения сводят к определению освещенности в ряде точек, намеченных в местах возможной минимальной освещенности. Если в этих точках освещенность окажется меньше нормативной, то изменяют наклон прожекторов, их число или мощность.
Таблица 9.2. Типы прожекторов, рекомендуемых
Для освещения строительных площадок
Прожектор | Лампа | Максимальная сила света, ккд | Максимальная допустимая высота установки прожекторов, м, при нормируемой освещенности 2 лк | Угол рассеяния | ||||||||
0,1 | 2 βг | 2 βс | ||||||||||
ПСМ-5-1 | Г222-1000 | |||||||||||
ДРЛ-700 | ||||||||||||
ПСМ-40-1 | Г220-50 | |||||||||||
ПСМ-30-1 | Г220-200 | |||||||||||
ПЗР-400 | ДРЛ-400 | |||||||||||
ПЗР-250 | ДРЛ-250 | |||||||||||
ПЗС-45 | Г220-1000 | |||||||||||
ДРЛ-700 | ||||||||||||
ПЗС-35 | Г220-500 | |||||||||||
ПКН- 1500-1 | КГ220-1500 | |||||||||||
ПКН- 1000-1 | КГ220- 1000-5 | — | — | |||||||||
ИСУ 01х | КГ220-5000-1 | |||||||||||
2000/К-63-В1/ | ||||||||||||
ОУКсН -20000 | ДКД-20000 | — | ||||||||||
СКоН- 10000 | ДКсТ- 10000 |
|
Рис. 9.8. Схема для расчета освещенности, создаваемой прожектором
Сущность расчета состоит в следующем: пусть в точке расположен прожектор, оптическая ось которого составляет угол θ с горизонтом. Направление силы света Iβвβг к расчетной точке aі определяется углами βв и βг. Согласно рис. 9.8 значения этих углов могут быть определены из уравнений:
βв = [arctg (yi/hп) ‑ arctg(OOп/hп)];
βг = arctg(xі·сosα/hп) = arctg(xі·sinα/уi).
По найденным углам βв и βг и кривым равных значений силы света определяют силу света по направлению к расчетной точке аі и затем освещенность:
(9.6)
где α — угол между проекцией силы света на плоскость и нормалью к освещаемой поверхности.
В практике проектирования прожекторного освещения для упрощения расчетов нашли широкое применение приближенный метод по мощности прожекторной установки и метод кривых равных значений относительной освещенности.
Метод расчета по мощности прожекторной установки рекомендован ГОСТ 12.1.046—85. В качестве исходных данных принимают размеры строительной площадки и нормируемую ее освещенность. Ориентировочное число прожекторов равно
|
(9.7)
где m — коэффициент, учитывающий световую отдачу источника света; КПД прожекторов и коэффициент использования светового потока принимают по табл. 9.3; Ен — нормируемая освещенность горизонтальной поверхности, лк; k — коэффициент запаса; А — освещаемая площадь, м2; Рл – мощность лампы, Вт.
Таблица 9.3. Ориентировочные значения коэффициента m
Источник | Тип прожектора | Ширина освещаемой площади, м | Значения m при расчетной освещенности, лк | |
0,5...1.5 | 2...30 | |||
лн | ПЗС, ПСМ | 75...150 | 0,90 | 0,30 |
175...300 | 0,50 | 0,25 | ||
ГЛН | ПКН, ИСУ | 75...125 | 0,50 | 0,25 |
ДРЛ | ПЗС, ПСМ | 75...250 | 0,25 | 0,13 |
275...350 | 0,30 | 0,15 | ||
ДРИ | ПЗС, ПСИ | 75...150 | 0,30 | 0,10 |
175...350 | 0,16 | 0,06 | ||
дКсТ- | ОУКсН | 150...175 | 0,75 | 0,50 |
(Н = 30 м) | 200...350 | 0,50 | 0,40 |
Минимальная высота установки прожекторов над освещаемой поверхностью
hn = (9.8)
где Iтах ‑ максимальная сила света. Высоту установки прожекторов можно также определить по табл. 9.2.
Пример 3. Спроектировать общее равномерное освещение для строительной площадки, имеющей размеры 300X200 м.
Решение. В соответствии с ГОСТ 12.1.046—85 Eн = 2 лк, k = 1,7.
По табл. 9.2 выбираем прожектор ПЗС-45 с лампой ДРЛ-700, Iтах = 30000 кд, β в = 2 βг =100°.
Тогда = 0,13·1,7·2·60000/700 = 38,1. Принимаем N = 38 шт.
Минимальная высота установки прожекторов равна
hmin = м.
При определении мест установки прожекторных мачт можно воспользоваться рекомендациями ГОСТ 12.1.046—85. Число прожекторов на одной мачте принимается 10 по длине и 9 по ширине, высота установки —30 м. Угол наклона θ = 15°, коэффициент неравномерности z = Emin/Ecp = 0,4. Каждую прожекторную мачту устанавливаем посередине сторон площадки.
|
Метод кривых равных значений относительной освещенности. При проектировании прожекторного освещения более точные результаты можно получить по зависимостям (9.5) и (9.6). Однако представляет известные сложности нахождение силы света . Для упрощения задачи были разработаны кривые, представляющие собой линии равной относительной освещенности, построенные на плоскости, перпендикулярной оптической оси прожектора и удаленной от его светового центра на расстоянии 1 м. Они строятся в прямоугольной системе координат Х и У (рис. 9.9). В этом случае для определения освещенности точки на расчетной плоскости с координатами X, Y используют зависимости:
(9.9)
(9.10)
Рис. 9.9. Изолюксы на условной плоскости
(килолюксы). Прожектор ПЗС-45 с лампой Г220-1000
где θ ‑ угол наклона оптической оси прожектора от горизонта; ρhп ‑ расстояние от прожектора до условной плоскости, проходящей через расчетную точку А, перпендикулярно оси прожектора; Ег и Ев ‑ соответственно освещенности в горизонтальной и вертикальных плоскостях; ε — относительная освещенность, найденная по кривым равных значений относительной освещенности для заданных координат ξ и η.
Пример 4. Определить координаты точки Х0, Y0, горизонтальная освещенность которой, создаваемая прожектором ПЗС-35 с лампой Г220-500, установленных на инвентарной стойке на высоте h = 8 м, E = 10 лк.
Решение. Определяем оптимальный угол наклона прожектора к горизонтальной плоскости по формуле
где 2βг = 21°, 2βв = 19° и Фл = 8300 лм.
При hп = 8 м и θ = 16° оптическая ось прожектора пересекает горизонтальную плоскость на расстоянии X = 8/tgl6° = 28 м от стойки. Принимаем это расстояние за координату Х0.
Применяя формулы (9.9) и (9.10), определяем вторую координату.
β = sin 16° + 28/8 · cos 16° = 3,64;
ξ = (cos 16° — 28/8 · sin 16°) 3,64 = 0,0011;
ε = Eн ρ3 = 10 · 3 · 643 · 82 = 10 848 лк.
По известным ξ = 0,0011 и ε = 30,8 клк на графике рис, 9.9 находим η = 0,14, тогда координата У0 = ηρhп = 0,14·3,64·8 = 4,1 м. Очевидно, найденные координаты точки находятся на малой оси эллиптического светового пятна с изолюксой Ег = 10 лк.
Задачу расчета потребного количества прожекторов и определения мест их установки на строительной площадке принято решать методом компоновки изолюкс или построения веера прожекторов.
1. Какими светотехническими параметра ми измеряется свет?
2. Какие требования предъявляют к производственному освещению?
3. Как нормируют естественное освещение?
4. Как. нормируют искусственное освещение?
5. Назовите типы и виды производственного освещения, применяемые в строительстве?
6. Чем отличается прожекторное освещение от освещения светильниками?
7. Какие виды источников света применяют в строительстве? Основные характеристики источников света.
8. Какими параметрами характеризуют светильники?
9. В чем сущность расчета производственного освещения по коэффициенту использования?
10. Методика расчета производственного искусственного освещения точечным методом.
11. Приближенный метод расчета прожекторного освещения.
12. В чем сущность методики расчета прожекторного освещения методом компоновки изолюкс?