Расчет освещения. Целью расчета освещения является определение числа и мощности источников света, необходимых для обеспечения нормы освещенности в ОУ

Целью расчета освещения является определение числа
и мощности источников света, необходимых для обеспечения нормы освещенности в ОУ.

Существует несколько методов расчета освещения, но наиболее целесообразным при расчете освещения на горизонтальных рабочих поверхностях от системы общего равномерного освещения (одного или в составе комбинированного) является метод коэффициента использования ОУ (метод светового потока). Данный метод расчета основан на определении среднего значений освещенности
в помещении, поэтому его не следует применять при расчете освещения от системы общего локализованного освещения (одного или в системе комбинированного).

Под коэффициентом использования ОУ (К_и) понимают отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность,
к световому потоку всех источников света, используемых в осветительной установке. К_u зависит от светораспределения светильников (кривой силы света), высоты их расположения над расчетной поверхностью, от размеров освещаемого помещения и отражающих свойств поверхностей (потолка – ρ_п, стен – ρ_с, рабочей поверхности – ρ_р).

, % (5)

где Ф_р – световой поток, падающий на рабочие поверхности непосредственно от источников света и после многократных отражений от поверхностей помещения, лм; n – количество ламп, используемых в ОУ; Ф_л – световой поток лампы, лм.

Таблица 4

Приблизительные значения коэффициентов отражения стен

Отражающая поверхность	Коэффициент отражения, %
Побеленный потолок; побеленные стены с окнами, закрытыми белыми шторами

Продолжение табл. 4

Побеленные стены при незанавешенных окнах; побеленный потолок в сырых помещениях; чистый бетонный и светлый деревянный потолок
Бетонный потолок в грязных помещениях; деревянный потолок; бетонные стены с окнами; стены, оклеенные светлыми обоями
Стены и потолки в помещениях с большим количеством темной пыли; сплошное остекление без штор; красный кирпич неоштукатуренный; стены с темными обоями

При использовании для освещения точечных источников света (ЛН, КЛЛ, светодиодных, ДРЛ, ДНаТ, МГЛ) определяют световой поток лампы по формуле:

, лм, (6)

где Е_н – норма освещенности, лк; К_з – коэффициент запаса; S – площадь помещения, м²; Z – коэффициент минимальной освещенности, значение которого для линейных ЛЛ принимается равным 1,1, а для всех остальных – 1,15; n – количество светильников; К_u – коэффициент использования осветительной установки.

Соотношение размеров освещаемого помещения и высоты подвеса светильников характеризуются индексом помещения:

(7)

где А – длина помещения; В – ширина помещения; Н_р – расчетная высота подвеса светильников.

Расчетная высота подвеса определяется разностью строительной высоты помещения (Н) и высоты свеса светильников (h_c) и высоты от пола до условной рабочей поверхности (h_р), принимаемой согласно СП 52.13330.2011 равной 0,8 м. Для встроенных и потолочных светильников h_c = 0, для подвесных h_c обычно принимается от 0,5 до 0,7 м (в жилых и общественных помещениях пониженной высоты – от 0,3 до 0,4 м). На рис. 2 приведен пример определения расчетной высоты подвеса светильника.

 

Рис. 2. Определение расчетной высоты подвеса
светильников

Значения коэффициента использования К_u в зависимости от индекса помещения, коэффициентов отражения и кривой силы света приведены в прил. 19.

После определения Ф_л выбирается лампа с ближайшим по величине световым потоком.

Световой поток выбранной лампы не должен отличаться от расчетного значения светового потока больше чем на величину –10 ÷ +20 %. При невозможности выбора ламп с таким приближением корректируется число светильников (n) при выбранном значении Ф_л по формуле:

, м. (8)

При расчете освещения с использованием люминесцентных ламп определяется световой поток ряда светильников:

, лм, (9)

где N – количество рядов светильников.

Затем задаются мощностью люминесцентной лампы, т. е. ее световым потоком Ф_л. Требуемое число светильников в ряду определяется по формуле:

, (10)

где n – число ламп в светильнике.

Далее необходимо определить длину светящего ряда:

, (11)

где l_св – длина одного светильника, м.

Суммарная длина светильников сопоставляется с длиной или шириной помещения в зависимости от расположения светящих линий, при этом возможны следующие случаи:

1. Суммарная длина светильников превышает длину помещения: необходимо или применить более мощные лампы (у которых световой поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов, или компоновать ряды из сдвоенных, строенных светильников.

2. Суммарная длина светильников равна длине помещения: задача решается установкой непрерывного ряда светильников.

3. Суммарная длина светильников меньше длины помещения: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него с разрывами (l) между светильниками.

Из нескольких возможных вариантов на основе технико-экономических расчетов выбирается наилучший.

Рекомендуется, чтобы l не превышала 0,5 расчетной высоты (кроме многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).

Для определения Ф_л по формуле (6) или Ф_р по формуле (9) необходимо предварительно задаться количеством светильников или числом рядов светильников.

Для этого используют оптимальные отношения расстояния между соседними светильниками или их рядами (l) к высоте установки осветительных приборов над расчетной поверхностью (Н_р)
в зависимости от типа КСС светильника для обеспечения равномерного освещения в помещении (табл. 5).

Таблица 5

Рекомендуемые расстояния (l)
между светильниками в зависимости от типа КСС

Тип КСС светильника	l/Нр
рекомендуемые значения	наибольшие допустимые значения
К	0,4-0,7	0,9
Г	0,8-1,2	1,4
Д	1,2-1,6	2,1
М	1,8-2,6	3,4
Л	1,4-2,0	2,3

Определив по табл. 5 интервал рекомендуемых значений расстояния между рядами светильников, обеспечивающих равномерное освещение, задаются l и выполняют эскиз помещения. Предварительно определяют число светильников (n) или число рядов светильников (N).

Светильники должны быть расположены и установлены таким образом, чтобы обеспечивались:

- безопасный и удобный доступ к светильникам для обслуживания;

- создание нормируемой освещенности наиболее экономичным cпособом;

- соблюдение требований к качеству освещения (равномерность освещения, нужное направление света, ограничение вредных факторов: теней, пульсаций освещенности, прямой и отраженной блескости);

- наименьшая протяженность и удобство монтажа групповой сети;

- надежность крепления светильников.

При общем равномерном освещении, а по возможности также и при локализованном освещении, светильники с разрядными лампами высокого давления (типов ДРЛ, ДРИ, ДРИЗ, ДНаТ) и светодиодными лампами рекомендуется располагать по вершинам квадратных, прямоугольных (с отношением большей стороны прямоугольника к меньшей на более 1,5) или ромбических (с острым углом при вершине ромба, близким к 60°) полей.

При установке светильников на фермах следует по возможности сокращать число продольных рядов светильников, допуская
в этом случае уменьшенное против оптимального расстояния между светильниками в ряду.

Светильники с люминесцентными лампами при общем как равномерном, так по возможности и при локализованном освещении, следует преимущественно размещать рядами, параллельными стенам с окнами или рядами колонн. Иное расположение допускается:

- в узких помещениях с окнами на торцевых стенах;

- в случаях, когда это диктуется размещением производственного оборудования;

- при работах с блестящими поверхностями, когда следует по возможности размещать ряды светильников параллельно основному направлению осей зрения и располагать их между рядами рабочих мест.

Ряды светильников следует выполнять непрерывными или
с разрывами (в свету), не превышающими примерно 0,5 расчетной высоты.

При общем равномерном освещении соотношение расстояний между соседними светильниками или рядами светильников
к высоте их установки над освещаемой поверхностью рекомендуется выбирать в нижеследующих пределах в зависимости от типа кривой силы света светильников по ГОСТ 17677-82 [14]:

Если выбранный тип светильника при использовании для освещения точечных ИС выпускается на одну мощность лампы, то сразу определяют число светильников по формуле:

, (12)

где Ф_л – световой поток лампы.

При расчете освещения следует учесть, что:

1) увеличение числа рядов светильников точечных ИС приводит к увеличению расходов на сети и монтажные работы, поэтому целесообразнее устанавливать в одной световой точке два или три светильника, а не увеличивать число их рядов;

2) расстояние до крайних рядов светильников от стен (колон) следует, как правило, принимать равным 0,3-0,5 от расстояния между рядами светильников независимо от принятой системы освещения; расстояние выбирают тем меньше, чем ближе
к стенам размещено технологическое оборудование.

Установленную мощность (Р_у) ОУ определяют как сумму мощностей всех ламп. Расчетная мощность осветительной установки (Р_р) отличается от установленной на потери в ПРА (ΔР _ПРА):

, кВт. (13)

Средние потери в электромагнитных ПРА составляют для люминесцентных ламп при стартерных схемах включения 20 % от мощности ламп, при бесстартерных – 30 %, для разрядных ламп высокого давления (ДРЛ, МГЛ, ДНаТ) – 10 %; в электронных ПРА потери мощности в два раза меньше, чем в электромагнитных.

Осветительную нагрузку зданий определяют по коэффициенту спроса:

, кВт, (14)

где – суммарная расчетная мощность осветительных установок (помещений) здания, кВт; n – число помещений; К_с – коэффициент спроса, который принимают равным:

1,0 – для небольших производственных и общественных зданий, торговых помещений и линий наружного освещения; для линий, питающих отдельные групповые щитки независимо от нагрузки и назначения освещаемого помещения;

0,95 – для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролетов;

0,85 – для производственных зданий, состоящих из многих отдельных помещений;

0,8 – для административно-бытовых, инженерно-лабо-раторных и других корпусов;

0,6 – для складских зданий, состоящих из отдельных помещений.

Для определения осветительной нагрузки зданий результаты расчета освещения отдельных помещений следует сводить в табл. 6.

Таблица 6

Результаты светотехнического расчета

Наименование помещения

Площадь помещения S = А∙В, м^2

Высота помещения Н, м

Расчетная высота Нр, м

Коэффициенты отражения потолка, стен, расчетной поверхности ρ п, ρ с, ρ р

Разряд и подразряд зрительной работы

Нормируемая освещенность Ен, лк

Коэффициент запаса Кз

Тип источника света

Тип светильника

КСС светильника, IP светильника

Индекс помещения iп

Коэффициент использования ОУ, Кu, %

Количество светильников n, шт.

Мощность одной лампы Рл, кВт

Установленная мощность ОУ, Ру, кВт

Расчетная мощность ОУ, Рр, кВт

В целях контроля за энергопотреблением в СП 52.13330.2011 устанавливаются требования к максимально допустимой удельной установленной мощности общего искусственного освещения помещений. Удельные установленные мощности общего искусственного освещения в производственных и складских помещениях не должны превышать максимально допустимых величин, приведенных в табл. 7.

Таблица 7

Максимально допустимые удельные установленные мощности
искусственного освещения в производственных помещениях

Освещенность на рабочей поверхности, лк	Индекс помещения	Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м , не более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6-1,25
1,25-3,0
Более 3
	0,6-1,25
1,25-3,0
Более 3
	0,6-1,25
1,25-3,0
Более 3

Примечание. Значения максимальных удельных мощностей искусственного освещения для помещений других размеров и освещенностей определяются интерполяцией.

Аналогичные требования по ограничению объемов электропотребления устанавливаются для общего освещения помещений общественных зданий.

Значения максимально допустимых удельных установленных мощностей общего искусственного освещения помещений общественных зданий разрядов А-В приведены в табл. 8.

Таблица 8

Максимально допустимые удельные установленные мощности
искусственного освещения в помещениях общественных зданий

Освещенность на рабочей поверхности, лк	Индекс помещения	Максимально допустимая удельная установленная мощность, Вт/м , не более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6
0,8
1,25
2,0
3 и более
	0,6 - 1,25
1,25 - 3
Более 3
	0,6 - 1,25
1,25 - 3
Более 3
	0,6 - 1,25
1,25 - 3
Более 3

Примечание. Значения приведены с учетом потребления мощности пускорегулирующих устройств, а также устройств управления освещением.

В общественных и вспомогательных помещениях производственных зданий к осветительной нагрузке также относятся розетки. Количество розеток в том или ином помещении зависит от назначения помещения и количества рабочих мест (ориентировочно одна розетка на 6 м² площади). При расчете осветительной нагрузки расчетная мощность одной розетки принимается при подключении компьютера – 450 Вт, для остальных ЭП – 100 Вт. При наличии розеток в помещениях осветительная нагрузка здания определяется по формуле:

, (15)

где Р_рр – расчетная мощность одной розетки, Вт; N – число розеток.

Освещение лестничных клеток жилых зданий высотой более трех этажей должно иметь автоматическое или дистанционное управление, обеспечивающее отключение части светильников или ламп в ночное время с таким расчетом, чтобы освещенность лестниц была не ниже норм эвакуационного освещения.

Дата добавления: 2017-01-14