Этот метод может быть использован для расчета системы общего равномерного освещения.
Исходные данные для расчета:
-длина (L), ширина (В), высота (Н) помещения;
-нормируемая освещенность;
-высота подвеса h=H-hc-hp (см. рис. 1);
-тип светильника и источника света.
При расчете освещения лампами накаливания задается количеством ламп Суммарный световой поток (лм) всех ламп будет:
Фсум = nФi, (1)
где Фi – световой поток каждой лампы.
Однако, не весь световой поток достигает расчетной поверхности: пола или равновеликой ему горизонтальной поверхности на уровне рабочих мест.
Часть светового потока, которая достигает рабочей поверхности, назовем полезным световым потоком.
Отношение полезного светового потока Фпол к суммарному световому потоку Фсум называется коэффициентом использования светового потока h.
Средняя освещенность расчетной поверхности, лк, будет
Еср = 
= 
(2)
Отношение средней (Еср) и минимальной (Еmin) освещенности может быть выражено коэффициентом неравномерности z:
z= Еср/Еmin. (3)
Величина z в практических расчетах принимается равной 1.15…1.2
Необходимо, чтобы в течение всего времени эксплуатации минимальная освещенность соответствовала нормативной.
Для этого ее принимают равной:
Еmin = КзЕн , (4)
где Кз – коэффициент запаса.
С учетом выражений (3 и 4) средняя освещенность может быть записана:
Еср = КзzЕн. (5)
Приравнивая правые и левые части выражений (1.2 и 1.5)
(6)
получим искомый световой поток
Фi = 
(7)
Коэффициент использования светового потока характеризует потери светового потока, обусловленные его поглощением арматурой светильника, потолком, стенами, полом и рассеиванием по пути от источника света (лампы) до расчетной поверхности.
|
|
Поскольку поглощающая способность поверхностей зависит от их коэффициента отображения r, а рассеивание – от габаритов и формы помещения, то для каждого конкретного светильника можно записать:
h= f(rп,rпол, rст; i), (8)
где rп,rпол, rст – коэффициенты отражения потолка, стен, пола принимаются по справочным данным в зависимости от цвета поверхностей;
i – индекс помещения, определяется по формуле
i = 
(9)
Определение коэффициента использования расчетным путем чрезвычайно сложно и поэтому в справочной литературе для каждого типа светильника приведены таблицы значений h в зависимости от величин, указанных в формуле (8).
По определенной величине светового потока Фi выбирают лампу по справочным материалам.
При расчете освещения люминесцентными лампами, в связи с небольшим диапазоном их мощностей (а следовательно – световых потоков) в начале расчета задаются Фi, то есть заранее выбирают лампу и из равенства (6) определяют необходимое количество ламп.
n= 
(10)
Точечный метод
Точечный метод применяется для расчета местного, локализованного освещения, а также для расчета общего равномерного освещения помещений. Его используют для расчета освещенности наклонных и вертикальных поверхностей.
Наружное освещение светильниками также рассчитывается с помощью точечного метода.
Суть его заключается в следующем:
В заданной точке как угодно расположенной поверхности требуется обеспечить нормируемую освещенность Ен с коэффициентом запаса Кз.
Расположение светильников задано (рис. 1)
Предположим, что в каждом из светильников, освещающих заданную поверхность, установлена лампа со световым потоком 1000лм и создаваемую ее освещенность назовем условной освещенностью.
|
|
Если Еусл будет условной освещенностью точки m, лежащей на горизонтальной поверхности (рис. 2), то из группы светильников, освещающих эту точку, первые 4 светильника создадут освещенность 4Е¢усл,
следующие два светильника 2Е¢¢усл, следующие два светильника 2Е¢¢¢усл и т.д., а от всех светильников будет сумма условных освещенностей åЕусл. Если часть светильников удалена от рассматриваемой точки, их влияние незначительно и оно будет учитываться также, как дополнительная освещенность за счет отражения стен и потолков, коэффициентом дополнительной освещенности µ=1.1…1.2
Таким образом, при лампах 1000 лм суммарная условная освещенность точки будет µåЕусл.
Для того, чтобы освещенность точки m была равна нормируемой с коэффициентом запаса КзЕн, нужно изменить световой поток каждой лампы пропорционально отношению освещенностей.
(11)
Рис. 1 Расчетная схема при проектировании системы общего освещения методом коэффициента использования светового потока
а) с лампами накаливания б) с люминесцентными лампами
Рис. 2 Расчетная схема при проектировании освещения точечным методом
а)при расчете общего освещения
б) при расчете местного освещения
Отсюда искомый световой поток, (лм), будет равен:
Фi= 
(12)
В формуле (12) неизвестная условная освещаемость. Для ее определения при расчете освещенностей помещений используются графики пространственных изолюкс, построенных для каждого светильника. Эти графики приводятся в справочных материалах. В качестве примера на рис. 3 показан график изолюкс одного из светильников.
|
|
Пользуются графиками изолюкс следующим образом. По координатам d и h находят точку и определяют ее условную освещенность путем глазомерного интерполирования между значениями, указанными для ближайших изолюкс.
Если точка с заданными d и h лежит вне пределов графика, то находят точку с координатами, измененными в n раз (2,3, ½, 10 и т.д) то есть nd и nh. Если для этой точки получена освещенность Еn, то для заданной точки она будет: Е= n2 Еn
Освещенность наклонной поверхности в произвольной точке А (рис. 4) можно определить через освещенность той же точки, но на горизонтальной поверхности, и переходный коэффициент y, который определяется по номограмме в зависимости от отношения р/h и угла наклона поверхности b(рис. 4). Номограмма приведена в Справочных материалах.
Дальнейший расчет не отличается от описанного выше для горизонтальной поверхности, но в знаменателе формулы (9) вместо µåЕусл будет µåyЕусл.
Фi = 
(13)
Расчет выполняется методом коэффициента использования светового потока и точечным методом.
Рис. 5 Пример пространственных изолюкс горизонтальной освещенности (светильникНЧБ-800)
Рис. 6 Расчетная схема для проектирования освещения наклонных поверхностей. Величины р, h, β для определения по нанограмме коэффициента ψ.
Порядок выполнения расчета методом коэффициента использования светового потока.
1.В соответствии с заданным вариантом вычерчивается план и поперечный разрез помещения. На последнем наносится расчетная схема поверхности (рис. 1)
2.Определяется высота подвеса светильников h (высота над расчетной поверхностью)
3.Выбирается по п.6.1.1 Справочных материалов нормируемая освещенность Ен и коэффициент запаса Кз для помещения, указанного в задании.
4.Если вариант задания предусматривает установку светильников с лампами накаливания, задаются их количеством n и расположением. Светильники наносятся на плане в разрезе. Если вариант предусматривает установку светильников с люминесцентными лампами, выбирается по п.6.1.2 Справочных материалов тип лампы, ее мощность и световой поток Фi
5.Производится расчет светового потока Фi для ламп накаливания или количества ламп n при применении люминесцентных ламп по формулам (.7 или 10). Для определения значения коэффициента использования, входящего в формулы (7 и 9) устанавливаются по п.6.3. Справочных материалов величины rп,rпол, rст в зависимости от цвета потолка, стен, пола, указанных в задании. Рассчитывается индекс помещения по формуле 9. Значение коэффициента использования определяется для заданного светильника по п. 6.4. Справочных материалов.
6.После расчета светового потока Фiвыбирается лампа накаливания со световым потоком, близким к расчетному(допускается отклонение не более 20%)
7.После расчета n – количества люминесцентных ламп производится размещение светильников на плане и разрезе помещения.