Область применения и изолюксы

Этот метод позволяет определять освещенность в отдельных точках, лежащих в произвольно ориентированных плоскостях, при любой неравномерности распределения светового потока по помещению и с учетом (в случае необходимости) затенений, создаваемых производственным оборудованием или другими высокими предметами, находящимися в помещении.

Расчет освещенности ведется по силе света, направленной от каждого светильника на бесконечно малую площадку (точку), расположенную в рабочей плоскости. По этой причине метод расчета получил название точечного. Метод учитывает только прямой световой поток, излучаемый светильником в направлении рабочей плоскости.

 

 

	Рис. 13. Взаимное расположение светящейся точки О и плоскости

 

 

В основе метода лежит применение пространственных кривых равных значений освещенности или как их часто называют – изолюкс. Различают два вида изолюкс:

– для круглосимметричных светильников (они применяются для точечных излучателей);

– для линейных излучателей (люминесцентных ламп).

Изолюксы для круглосимметричных светильников построены для такого взаимного расположения ИС и освещаемой поверхности (рис. 13),

Рис. 13. Взаимное расположение светящейся точки О и плоскости

когда в точке О расположена так называемая условная лампа (ИС со световым потоком 1000 лм). Высота расположения условной лампы равна h, а длина проекции светящегося луча на горизонтальную плоскость – d.

Построенные для такого случая в прямоугольных координатах d – h кривые позволяют определить условную (от условной лампы) горизонтальную освещенность e в точке А.

Следует обращать внимание на разновидности изолюкс, приводимые в разных справочниках. Так, в справочнике под ред. Г.М. Кнорринга [9] приведены изолюксы для конкретных типов светильников, учитывающие как их светораспределение, так и КПД. В более позднем справочнике под ред. Ю.Б. Айзенберга [5] приведено только 13 изолюкс для основных разновидностей КСС. Эти изолюксы КПД светильников не учитывают.

Пример 3. Определить условную горизонтальную освещенность в точке А, создаваемую светильником с типовой КСС типа Д2, расположенным на высоте 9 м над плоскостью при условии, что d равно 12 м.

Решение

Воспользовавшись изолюксами (рис. 8.5 [5]), находим e = 0, 5 лк.

Если в этом примере ответ находится без труда, то при малых значениях d и h, найти ответ непосредственно на графике трудно из-за большой скученности кривых. Тогда следует изменить координаты по обеим осям в n раз, а полученное по графику значение e – в n² раз. Также следует поступать, если интересующие значения d или h выходят за пределы шкалы графика.

Пример 4. Определить условную горизонтальную освещенность в точке А, создаваемую светильником с типовой КСС типа Г4, расположенным на высоте 3 м над плоскостью при условии, что d равно 3 м.

Решение

Увеличиваем значение координат в 3 раза, и по изолюксам (рис. 8.9 [5]) для значений d и h по 9 м находим промежуточное значение e = 0, 7 лк. Это значение увеличиваем в 3 ² = 9 раз и получаем окончательный ответ:
e = 6, 3 лк.

Рассмотренный способ определения условной горизонтальной освещенности, основанный на применении графиков, не может дать высокой точности расчета из-за необходимости прибегать к интерполяции (поиску результата для точек, лежащих между кривыми). Причем точность заметно снижается при больших значениях e, что в итоге может заметно повлиять на окончательный результат расчетов. Поэтому целесообразным является аналитический способ определения условной горизонтальной освещенности e, заключающийся в следующем.

1. По табл. 8.3 [5] для значений d и h определяются угол α между направлением силы света светильника и вертикалью, а также значение e₁₀₀ горизонтальной освещенности, создаваемой в точке А источником с силой света 100 кд во всех направлениях.

2. Для найденного значения угла α и типа КСС выбранного светильника по табл. 8.4 [5] определяется сила света светильника в необходимом направлении I_α .

3. Вычисляется условная горизонтальная освещенность от выбранного светильника: e = 0, 01 I_α e ₁₀₀.

Пример 5. Решить пример 3, используя аналитический метод нахождения условной горизонтальной освещенности.

Решение

1. По табл. 8.3 [5] для d = 12 ми h = 9 м находим e₁₀₀ = 0, 267 лк и
α = 53°.

2. По табл. 8.4 [5] для КСС типа Д2 и α = 53° определяем I_α = 183, 2 кд.

3. Искомое значение e = 0, 01 I_α e₁₀₀ = 0, 01· 183, 2· 0, 267 = 0, 489 лк. Это значение уточняет ответ, полученный в примере 3.

Изолюксы для линейных излучателей (линейные изолюксы) позволяют определять условную относительную освещенность ε, создаваемую в расчетной точке непрерывным светящимся рядом со световым потоком, равным 1000 лм с каждого метра длины (условная лампа), расположенным на высоте 1 м от освещенной плоскости (поэтому изолюксы называются относительными). Линейные изолюксы позволяют определить освещенность в точке, лежащей строго напротив конца светящегося ряда длиной L (рис. 14).

 

 

Линейные изолюксы, представленные на рис. 8.20…8.24 [5] в прямоугольных координатах P^’ – L^’ (где P^’ = P/h, L^’ = L/h ), построены для наиболее распространенных типов КСС типа М, D₁, D₂, r₁, r₂. Возможны два случая, когда расчетная точка не лежит против конца светящегося ряда (рис. 15).

Если точка расположена между концами ряда (рис. 15 а), то для выполнения расчета ряд делится на две части – левую и правую. Для каждой из частей находятся освещенности ε ₁ и ε ₂. После чего искомое значение определяется по формуле: ε _А = ε ₁ + ε ₂.

 

Если расчетная точка расположена вне ряда (рис. 15 б), то ряд как бы удлиняется до расчетной точки. Затем находятся освещенность для всего продленного ряда ε ₁ и освещенность добавленной (мнимой, фиктивной) части ε ₂. В итоге искомая освещенность определяется по формуле: ε _А = ε ₁ – ε ₂.

Таким образом, расположение расчетных точек не против конца светящегося ряда также позволяет использовать линейные изолюксы, что приводит лишь к небольшому усложнению расчетов.

Линейные изолюксы можно применять только для сплошных светящихся рядов. При этом ряд считается сплошным, если разрыв t между светильниками с ЛЛ в ряду не превышает 0, 5 h (рис. 16 а).

Для сплошного ряда освещенность в расчетной точке определяется непосредственно по линейным изолюксам: ε _А = ε ₁.

Если расстояния между светильниками в ряду столь велики, что не позволяют считать ряд сплошным, то каждый отдельный светильник рассматривается как отдельно взятый ряд. Тогда расчетная освещенность в точке А на примере двух светильников (рис. 16 б) определяется по формуле: ε _А = ε ₁ + ε ₃ – ε ₂.

Пример 6. Определить условную горизонтальную относительную освещенность, создаваемую светящимся рядом длиной 15 м со светильниками для ЛЛ, имеющими КСС типа D₂. Высота расположения светильников над горизонтальной плоскостью составляет 3 м. Расчетная точка расположена против конца ряда на расстоянии р = 2, 4 м. Расстояние между светильниками в ряду t = 0, 6 м (рис. 17).

Решение

Так как расстояние между светильниками в ряду менее половины высоты (0, 5·3 м = 1, 5 м, т. е. 0, 6 м < 1, 5 м), ряд может считаться сплошным.

Определяем L^’ = L/h = 15/3 = 5, 0; P^’ = P/h = 2, 4/3 = 0, 8.

Воспользуемся изолюксами, представленными на рис. 8.22 [5]. Максимальное значение L^’ на этих изолюксах равно 4. Считается, что при больших значениях L^’ освещенность в расчетной точке уже не увеличивается (дальше светильники мало влияют на эту освещенность). Поэтому для расчета принимаем L^’ равным максимальному значению по изолюксам, т.е. равным 4. Тогда ε = 58 лк (точка лежит между изолюксами 50 и 70 лк).

Пример 7. Определить условную горизонтальную относительную освещенность, создаваемую светящимся рядом длиной L₅ со светильниками для ЛЛ, имеющими КСС типа D ₂. Высота расположения светильников над горизонтальной плоскостью составляет 3 м. Расчетная точка расположена против конца ряда на расстоянии р = 2, 4 м. Расстояние между светильниками в ряду t = 2 м (рис. 18).

Решение

Так как расстояние между светильниками в ряду менее половины высоты (0, 5·3 м = 1, 5 м), т. е. 2 м > 1, 5 м, то каждый светильник рассматривается как отдельный светящийся ряд.

Находим P ^’ = P/h = 2, 4/3 = 0, 8.

L₁^’ = 1, 25/3 = 0, 42 ε ₁ = 24 лк;

L₂^’ = 3, 25/3 = 1, 08 ε ₂ = 45 лк;

L₃^’ = 4, 5/3 = 1, 5 ε ₃ = 50 лк;

L₄^’ = 6, 5/3 = 2, 17 ε ₄ = 55 лк;

L₅^’ = 7, 75/3 = 2, 58 ε ₅ = 58 лк.

Расчетное значение ε _А = ε ₁ + ε ₃ – ε ₂ + ε ₅ – ε ₄ = 24+50–45+58–55 = 32 лк.

Расчет освещения по точечному методу производится в следующей последовательности.

1. В освещаемом помещении намечаются контрольные точки с пред­полагаемой минимальной освещенностью.

2. С использованием изолюкс определяется суммарная условная освещенность в контрольных точках от всех ближайших к ним светильников.

3. Для окончательного расчета выбирается та из намеченных контрольных точек, освещенность в которой оказалась наименьшей, что объясняется необходимостью обеспечения заданной минимальной освещенности в любой точке помещения.

4. Применительно к выбранной контрольной точке используется расчетная формула, позволяющая определить необходимый световой поток ИС в ранее намеченных к установке светильниках.

5. Окончательно выбирается ИС так, чтобы его световой поток Ф лежал в пределах –10 %...+20 % от расчетного значения.

Выбор контрольных точек

В помещениях, освещенных точечными ИС, контрольные («наихудшие») точки выбираются внутри угловых полей. Полем называется квадрат, прямоугольник или треугольник, образованный проекциями на расчетную поверхность четырех или трех соседних светильников. Контрольные точки прямоугольного поля и поля в форме равностороннего треугольника (рис. 19) располагаются посередине длинной стороны (точка В ) или в «центре тяжести» площади поля (точка А ). Если нет сведений о расположении рабочих поверхностей у стен помещений, то контрольные точки вблизи стен не намечаются.Если все же около стены помещения необходимо обеспечить полную норму освещенности, то на стене на кронштейне могут быть установлены дополнительные светильники.

 

В помещениях, освещаемых ЛЛ, при выборе контрольной точки следует придерживаться следующих рекомендаций.

1. При общем равномерном освещении контрольные точки, как правило, выбираются посередине между рядами светильников.

2. При большой длине рядов (начиная примерно от 2 h ) освещенность у их концов существенно уменьшается (вдвое по сравнению с освещенностью центральных участков при рядах неограниченной длины).

Для компенсации этого достаточно продлить ряд на расстояние 0, 5 h за пределы освещаемой поверхности или на такой же длине у границ этой поверхности увеличить примерно в два раза световой поток. Увеличение светового потока в концах рядов достигается:

– установкой более мощных ламп;

– увеличением числа ламп в светильниках;

– сдваиванием светильников в конце ряда;

– ликвидацией разрывов между светильниками;

– дополнением продольных рядов светильников замыкающими их поперечными светильниками.

При принятии одной из этих мер контрольная точка может выбираться против середины рядов.

 

3. При общем освещении боль­ших помещений часто ука­зан­ная ком­­пенсация не пред­усмат­ри­ва­ет­ся в пред­положении, что непосредствен–но у торцевых стен работы не производятся. Тогда ряды доводятся до торцевых стен, и контрольная точка выбирается на расстоянии от стен примерно равном h (рис. 20).

Определение суммарной условной освещенности
в контрольных точках

После выбора контрольных точек для каждой из них по изолюксам находят освещенность, создаваемую близко расположенными светильниками. К таким «ближайшим» светильникам, как правило, относятся те, расстояние до которых не превосходит максимального расстояния по шкале d (для точечных ИС) или p (для ЛЛ) применяемых изолюкс. Считается, что, начиная с этого расстояния, «удаленные» светильники создают пренебрежимо малую освещенность (не более 5 %) по сравнению с освещенностью от ближайших светильников.

Затем освещенности в каждой контрольной точке суммируются и находится суммарная условная освещенность ∑ е для светильников с точечными ИС или суммарная условная относительная освещенность ∑ ε для помещений с ЛЛ. Если повышенная точность расчетов не требуется, с целью их упрощения необходимое для определения освещенности по изолюксам расстояние d или p может определяться обмером по масштабному плану с точностью 0, 1 – 0, 2 м.

Результаты расчета могут быть сведены в таблицы (табл. 12 и 13).

Таблица 12

Определение суммарной условной освещенности в контрольных
точках при применении точечных ИС

Контрольная точка	d, м	Количество n светильников на расстоянии d	е, лк	nе, лк	∑ е, лк

Таблица 13

Определение суммарной условной относительной освещенности

в контрольных точках при применении ЛЛ

№ полурядов	P, м	P’ = P/h	L, м	L’ = L/h	e, лк	Число n полурядов с P’ и L’	ne, лк
							…… Σ e=

 

Поскольку должна быть обеспечена установленная нормами минимальная освещенность, значение ∑ е (или∑ ε ), на основании которого рассчитывается световой поток, необходимо определить для " наихудшей" контрольной точки, т.е. той точки, где эта сумма имеет наименьшее значение.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: