Как найти световой коэффициент помещения

Определение светового коэффициента

Световой коэффициент
представляет отношение световой
(застекленной) повер­хности всех окон
к площади пола. Для вычисления светового
коэффициента измеряют застекленную
поверхность окон (без рам и переплетов)
и делят ее на площадь пола.

Удовлетворительная
естественная освещенность обеспечивается
СК, равным для классных комнат и
лабораторий до 1/5, больничных палат —
1/7, жилых комнат-до 1/10. Но даже достаточный
по величине световой коэффициент без
учета ориентации и затенения светопроемов
не может еще говорить о хорошем
естест­венном освещении помещения.
Для учета этих факторов предложена
оценка величины светового коэффициента
по формуле:

С
= K₁
х К₂,

где:
С — фактическая величина светового
коэффициента. При хорошем освещении
она должна быть больше произведения K₁
х К₂
или, в крайнем случае, равна ему. Это
произведение характеризует требуемую
минимальную величину светового
коэффициента для данных конкретных
условий;

K₁
— коэффициент, характеризующий световой
климат и назначение помещения (табл.
16);

К₂
— коэффициент, учитывающий затенение и
ориентацию окон (табл. 17)

Таблица
16. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА K₁

Наименование помещений	Светоклиматические пояса
до 60о широты	60-50о широты	50о широты и менее
Классы, столовые, жи­лые помещения, спальни	0,16	0,13	0,10
Вестибюли, лестницы, коридоры	0,09	0,07	0,06

Таблица
17. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА
K₂

Ориентация окон	Тангенс угла затенения(Н:В)
0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
Юг, юго-восток, юго-запад	1,0	1,2	1,6	2,0	2,4	2,8
Восток, запад	1,3	1,5	1,9	2,3	2,7	3,1
Север, северо-восток, северо-запад	1,6	1,8	2,2	2,6	3,0	3,4

Примечание:
Н — высота затененной части окна; В —
расстояние от окна до места измерения
освещенности рабочего места.

Измерение угла падения и угла отверстия

Угол
падения показывает, под каким углом
падает луч света на данную горизонтальную
поверхность. Этот угол образуется
линией, идущей от верхнего края остекленной
части окна к горизонтальной поверхности
в том пункте помещения, где измеряется
освещенность. Чем круче падают солнечные
лучи на рабочую поверхность (стол), тем
больше угол падения и тем больше
освещенность. По мере удаления рабочего
места от окна вглубь комнаты угол падения
будет уменьшаться и освещенность
снижается. Угол падения на рабочих
местах в помещениях должен быть не менее
27^о.
Для определения угла падения измеряется
высота стола, участка, на котором хотят
провести наблюдение, на стене у окна
делается отметка найденной высоты и
определяется расстояние от нее по
горизонтали «в» до центральной
точки рабочего места и по вертикали «а»
до верхнего края окна. Отрезки
горизонтальной “в”
и вертикальной
«а» линии наносятся на бумагу в
уменьшенном масштабе и крайние точки
соединяют диагональю «с». Угол L,
лежащий против вертикали «а», и
будет углом падения света. Угол падения
можно вычислить с помощью тригонометрических
функций (тангенсов), приведенных в
таблице 10, зная, что

Допустим,
что величина «а» =2 м, величина «в»
= 3,9 м,

что
по таблице 18 тангенсов соответствует
а=27^о.

Таблица 18. НАТУРАЛЬНЫЕ
ВЕЛИЧИНЫ ТАНГЕНСОВ

а	а	а	а	а	а
1	0,017	16	0,287	31	0,601
2	0,035	17	0,306	32	0,625
3	0,052	18	0,325	33	0,649
4	0,070	19	0,344	34	0,675
5	0,087	20	0,364	35	0,700
6	0,105	21	0,384	36	0,727
7	0,123	22	0,404	37	0,754
8	0,141	23	0,424	38	0,781
9	0,158	24	0,445	39	0,810
10	0,176	25	0,486	40	0,839
11	0,194	26	0,488	41	0.869
12	0,213	27	0,510	42	0,900
13	0,231	28	0,532	43	0,933
14	0.249	29	0,554	44	0,966
15	0,268	30	0,577	45	1,000

УГОЛ
ОТВЕРСТИЯ
показывает величину небесного свода,
непосредственно освещающего исследуемое
место. Угол отверстия образуется двумя
линиями, идущими от рабочего места: одна
— к верхнему краю остекленной части
окна, другая — к самой верхней точке
противоположного затеняющего здания
или какого-либо ограждения (забор, ряд
деревьев и пр.). Определение угла отверстия
проводится следующим образом: проводят
мысленно прямую линию от поверхности
стола к наивысшей точке противоположного
дома и отмечают на косяке окна точку,
через которую она проходит. Измерение
делается с помощью другого лица, который,
стоя у окна, поднимает руку до пересечения
ее с воображаемой, линией, и это место
фиксируется. Допустим, что данная
воображаемая линия «С¹»
проходит в окне на высоте 1,6 м от отметки
на стене у окна, находящейся на одной
горизонтальной плоскости стола, тогда
в этом же самом треугольнике, который
послужил для определения угла падения,
откладываем на стороне «а» расстояние
«А¹
«, соответствующее 1,6м и из верхней
точки его проводим диагональ «С «.

Угол
отверстия определяется по таблице
тангенсов: вычисляем вначале угол
затенения (по тому же принципу, как
определяется угол падения), а затем
вычитаем это число градусов из величины
угла падения. Полученный результат и
будет составлять угол отверстия. Как
показали наблюдения, удовлетворительное
естественное освещение имеет место при
угле отверстия равном не менее 5^о.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Освещение – важная часть жилого или производственного помещения, не только с точки зрения дизайна, но и с точки зрения пользы для человека. Метод коэффициента использования светового потока – это способ расчета системы освещения. Расчет нужно производить заблаговременно, его результаты повлияют на конечный вид помещения, электрические схемы осветительной части, расположение и количество источников света. Давайте рассмотрим, как им пользоваться и что это вообще такое!

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

При расчетах освещенности нужно решить ряд вопросов:

1. Выбрать систему освещения (общую, местную или комбинированную).
2. Определить количество необходимого света.
3. Материалы покрытия стен и полотков, их размеры и высоту.
4. Определиться с типом и количеством светильников.
5. От типа светильника зависит возможность его эксплуатации во взрывоопасных и жарких помещениях, а также в местах с повышенной вибрацией от работающего оборудования.
6. Выбрать тип количеств ламп, а также уточнить допустимый коэффициент пульсации.
7. Проверить подходит ли это решение для условий эксплуатации в конкретном случае и прочее.

Такой тщательный подбор вызван тем, что при неправильном освещении вероятность получить травму повышается. Ее причиной может стать, как недостаточная освещенность в целом так и неправильно подобранное решение в конкретном месте.

Производственное освещение. Расчет искусственного освещения

На производстве выполнить требования к освещению еще более важно, чем в быту. Дело в том, что ошибки, допущенные на стадии проектировки, могут принести не только неудобства, но и повлечь за собой плачевные последствия.

Например:

Общее освещение – эффективно, но экономически невыгодно. Главный недостаток и в то же время достоинство этого решения – свет, равномерно распределен по всему пространству. С одной стороны – это повышает безопасность, так как человеку будет комфортнее, он вряд ли споткнется обо что-то или получит неудобства из-за тусклого света. С другой стороны – нужно больше светильников и ламп, что влечет за собой как повышение первоначальных вкладов на установку оборудования, так и дальнейшее вложение средств на его эксплуатацию (ремонт и замена источников света, плата за потребляемую электроэнергию).

Комбинированная схема освещения – более экономична, и в то же время позволяет осветить рабочее место настолько, сколько необходимо. При этом остальное пространство вокруг рабочего места освещается гораздо меньшим количеством светильников, оно получается темнее, чем рабочая зона. В итоге нужно меньше электроэнергии для ее функционирования.

Общая схема освещения – все помещение освещено согласно требованиям, равномерно по яркости.

Комбинированная схема – все помещение освещено не слишком ярко, но рабочее место освещено дополнительными светильниками до соответствующей Emin.

Типы и нормы освещения описаны в документе СНиП II-4-79.

к содержанию ↑

Метод расчета освещенности

Норма освещенности выбирается согласно СНиП II-4-79, на нее влияют:

• характеристика зрительной работы;
• размер деталей, с которыми работает человек на своем рабочем месте;
• цвет детали, ее контраст с фоном (например, цветом рабочего стола);
• цвет фона (темный, средний, светлый).

На основании этого определяют освещенность в люксах (Лк). На упаковке от лампы вы могли видеть такую характеристику, как световой поток, он указан в люменах (Лм), так вот 1 Лк, это 1 люмен на 1 м2.

Отсюда следует, что чем больше площадь, тем больше люменов от светильника нам нужно. Кроме площади, на это влияет и высота подвеса источника света, и цвет потолка и стен. Здесь действует правило обратных квадратов – при увеличении расстояния в 2 раза, освещенность падает в 4 раза. Энергия света распределена по поверхности сферы. То есть по квадрату радиуса.

Темный потолок и стены плохо отражают свет, это ведет к увеличению количества светильников, позже мы убедимся в этом исходя из приведенных формул.

Обозначения:

• ЛН – лампа накаливания;
• ЛЛ – люминесцентная;
• LED – светодиодная;
• ДРЛ – дугоразрядная ртутная;
• ДРИ – дугоразрядная ртутно-йодидная;
• ДНаТ – натриевая высокого давления, трубчатая.

Первая формула выглядит так:

Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η)

Описывает световой поток, который вы получите от расчетной установки.

Вторая формула помогает найти количество светильников для обеспечения светового потока и освещенности:

N=(Emin*k*S*Z)/(Ф*N*n)

• Ф – это количество Люмен или световой поток.
• Emin – минимальная освещенность, нормированная величина, о которой мы сказали в начале этого раздела;
• k – коэффициент запаса, зависит от типа используемых ламп, где ЛН – 1,15, ДРЛ и ДНаТ – 1,3, ЛЛ и LED – 1,1. Вводят для того, чтобы учесть, насколько упадет количество света от светильника в процессе эксплуатации. Уменьшение светоотдачи происходит как по причине деградации источника света (износ люминофорного покрытия люминесцентных ламп и деградация кристаллов светодиодных);
• S – площадь освещаемого пространства;
• Z – Коэффициент неравномерности освещения, для ЛЛ – 1,15, для остальных – 1,1;
• N – количество светильников;
• n – количество ламп в светильнике;
• η – коэффициент использования светового потока.

Рассчитать сколько всего мощности потребляют все светильники можно по простой формуле:

Pобщ=Pлампы*N*n

Порядок действий при расчете:

1. Определить схему освещения.
2. На основании указанных выше норм и правил определить нормированную освещенность.
3. Выбрать тип источников света.
4. Выбрать тип светильников.
5. Проанализировать условия работы светильников и определить k и Z на основании анализа.
6. В соответствии с покрытием стен и потолка, оценить коэффициент отражения поверхностей (r).
7. Индекс помещения i.
8. Вычислить η.
9. Рассчитать N и Ф.
10. Выполнить схему расположения источников света с указанием типа светильников, ламп, их количества, которые обеспечат Emin.

После того как вы определили нормы освещенности, нужно выбрать тип ламп в зависимости от удобства обслуживания и надежности работы в конкретных условиях, а также по количеству люмен на 1 Вт мощности. Лампы накаливания выдают 7–20 лм/Вт, люминесцентные – около 75 лм/Вт, светодиодные – 100 лм/Вт, ДРЛ – 90 лм/Вт.

Коэффициент запаса k

На самом деле коэффициент снижения светового потока k зависит в большей степени не от типа используемых ламп, а от условий окружающей среды.

Коэффициент неравномерности Z

Коэффициент неравномерности Z зависит от симметричности расположения светильников, как отношения L/h (расстояние между светильниками/высота подвеса)

h=H-hсв-hр,

где H – высота потолка, hсв – высота от потолка до нижней части светильника, hр – высота от пола до освещаемой плоскости (станка, рабочего стола и пр.), например, для светильников, расположенных по углам прямоугольника Z находится в пределах от 1,4 до 2, в шахматном порядке – 1,7–2,5. Если светильники расположены в ряд можно использовать те значения, что даны в описании формулы. При общей схеме освещения на потолке расположено достаточно много светильников, что может слепить персонал, поэтому такую схему рекомендуется применять, если есть возможность подвеса источников света на высоте 2,5 и выше.

Коэффициент использования светового потока

Коэффициент использования светового потока, зависит как от цвета стен и потолка (коэффициент отражения света) в таблице это вторая и третья строки (рП и рС), так и от формы излучения светильников (первый ряд в таблице). Форму излучения можно узнать из технической документации к конкретному прибору или сравнить со схематическими изображениями типовых пучков света. В итоге определяется по таблице:

Как вы могли заметить, нам осталось определить i – индекс помещения. Это вычислить ее можно по формуле:

i= (AB)/(h*(A+B)),

где A и B – длина и ширина помещения, h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

к содержанию ↑

Пример расчета

Допустим, у нас есть помещение размерами 10 м на 20 м, с потолками высотой 4,2 м, высота расчетной плоскости hР=0,8 м. Пыли в нем выделяется мало. Стены у нас серые, по оттенку ближе к темному, тогда рС=30%, потолок бетонный, тоже серый, но светлее чем стены, поэтому рП=50%, расчетная рабочая плоскость темная – рР=10%. В плане указано, что планируется освещать светильниками типа «Астра» с лампами накаливания, нужно создать освещенность в 50 Лк. Светильники будут подвешены на расстоянии 0,5 м от потолка. k запаса в малозапыленном помещении для ламп накаливания равен 1,3

Тогда:

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м.

Светильник «Астра» имеет косинусное распределение света. Форма распределения света влияет на количество светильников исходя из таблицы

Оптимальным относительным расстоянием между светильниками в этом случае является 1,6

Тогда L = 2,9*1,6= 4,64 м.

Чтобы посчитать число рядов светильников нужно разделить ширину помещения на расстояние L:

Na=10/4,64=2,15, округлим до ближайшего число – 2 ряда.

Число светильников в ряде – делим длину помещения на L:

Nb=20/4,64=4,31, округляем до целого – 4 светильника в два ряда.

Итого 8 светильников, чтобы их разместить нужно:

A=10, B=20

L0=4,6м,

(10-4,6)/2=2,7 метра – расстояние от длинной стены до светильника.

Так как у нас 4 светильника в ряд на расстоянии 4,6 метра:

(20-18,4)/2=0,8 расстояние от короткой стены до светильника.

Индекс помещения:

I=(10*20)/2,9*(10+20)=2,29

Из таблицы выбираем значение светового потока, при наших коэффициентах отражений – это 0,6

Ф=50*1,3*1,15*200/8*0,6=3115 Лм – нужно получить от одной лампы.

Это значит, что каждый светильник должен быть порядка 250–300 Вт, если установлены лампы накаливания и порядка 30–35 Вт, если установлены светодиоды.

Предыдущая

ОсвещениеМетоды измерения светового потока

Следующая

ОсвещениеКак организовать освещение в ванной комнате

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ И МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Методика определения показателей естественного освещения помещений

Данные описательного характера:

1.Внешние факторы, от которых зависит естественное освещение помещений:

• географическая широта местности, климат (количество облачных дней и световой климат) местности;
• сезон года и время суток, когда эксплуатируется помещение, наличие затеняющих объектов (зданий, деревьев, гор).

2. Внутренние факторы:

• наименование и назначение помещений;
• ориентация окон по сторонам горизонта, этаж;
• вид естественного освещения, т.е. размещение световых проемов (одностороннее, двустороннее, верхнее, комбинированное);
• количество окон, их конструкция (однорамные, двухрамные, спаренные);
• качество и чистота стекла, наличие затеняющих предметов (цветов, занавесок);
• высота подоконника, расстояние от верхнего края окна к потолку;
• яркость (отражающая способность) потолка, стен, оборудования и мебели.

От перечисленных факторов зависит также инсоляционный режим помещений (т.е. продолжительность прямого солнечного освещения) и в первую очередь — от ориентации окон по сторонам горизонта (табл. 1).

Таблица 1. Типы инсоляционного режима помещений

Инсоляционный режим помещений	Ориентация окон помещений	Срок инсоляции, час	Инсоляционная площадь пола помещения, %.
Максимальный	Юго-восточная, юго-западная	5-6	80
Умеренный	Южная, восточная, западная	3-5	40-50
Минимальный	Северо-восточная, северо-западная, северная	Меньше 3	до 30

По гигиеническим нормативам продолжительность инсоляции жилых, учебных и им подобных по назначению помещений должна быть не менее 3 часов.

Оценка естественного освещения помещений геометрическим методом:

1. Определение светового коэффициента (отношение площади застекленной части окон к площади пола):

• измеряют суммарную площадь застекленной части окон — S₁, м²;
• измеряют площадь пола — S₂, м²;
• рассчитывают световой коэффициент – СК = S₁ : S₂=1 : n (n рассчитывают делением S₂ на S₁ и округляют до целой величины).

Полученный результат оценивают согласно гигиеническим нормативам (табл.2).

Таблица 2.

Нормы естественного освещения некоторых помещений различного назначения

Вид помещения	Коэффициент естественной освещенности (КЕО)	Световой коэффи-циент (СК)	Угол падения ()	Угол отверстия ()	Коэффициент глубины заложения помещения
не менее	не менее	не менее	не более
1. Учебные помещения (классы)	1,25-1,5 %	1:4 – 1:5	27	5	2
2. Жилые комнаты	1,0 %	1:5 – 1:6	27	5	2
3. Больничные палаты	0,5 %	1:6 – 1:8	27	5	2
4. Операционные	2,0 %	1:2 – 1:3	27	5	2

2. Определение угла падения (угол ВАС на наиболее отдаленном от окон рабочем месте), образованного горизонтальной линией или плоскостью АВ от рабочего места к нижнему краю окна (подоконник) и линией (плоскостью) от рабочего места к верхнему краю окна АС) (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Схема определения угла падения света и угла отверстия

В связи с тем, что этот угол образовывает с линией застекления окна прямоугольный треугольник, то его определяют по тангенсу — отношением высоты окна ВС над уровнем рабочего места (противоположный катет) к расстоянию от окна до рабочего места АВ (прилежащий катет). tg = ВС/АВ. По значению тангенса в таблице 3 находят угол падения .

Таблица 3. Таблица натуральных тригонометрических величин

Тангенс	Угол, град.	Тангенс	Угол, град.	Тангенс	Угол, град.
0	0	0,287	16	0,601	31
0,020	1	0,306	17	0,625	32
0,030	2	0,325	18	0,649	33
0,050	3	0,344	19	0,675	34
0,090	5	0,364	20	0,700	35
0,105	6	0,384	21	0,727	36
0,123	7	0,404	22	0,754	37
0,141	8	0,424	23	0,781	38
0,158	9	0,445	24	0,810	39
0,176	10	0,466	25	0,839	40
0,194	11	0,488	26	0,869	41
0,213	12	0,510	27	0,900	42
0,231	13	0,532	28	0,933	43
0,249	14	0,555	29	0,966	44
0,268	15	0,577	30	1,000	45

3. Определение угла отверстия ( угла САD, под которым из рабочей точки видно участок неба). Этот угол определяют как разность между углом падения и углом затенения β углом DАВ на том наиболее отдаленном от окна рабочем месте, образованным горизонтальной АВ и плоскостью от рабочего места к вершине затеняющего объекта — здания, деревьев, гор (см. схему, рис. 4.1) .

Для определения тангенса угла затенения находят на окне точку сечения линии (или плоскости) от рабочего места к вершине затеняющего объекта D, делят величину катета ВD на АВ и в таблице находят угол затенения.

tg β = ВD/АВ

угол отверстия – γ=∠α — ∠β

4. Определение коэффициента глубины заложения помещения – отношение расстояния от окна до противоположной стены ЕF в метрах, к высоте верхнего края окна над полом СЕ в метрах. По гигиеническим нормативам этот коэффициент не должен превышать 2 для жилых, учебных и им подобных помещений.

Светотехнический метод исследования естественного освещения помещений – определение коэффициента естественной освещенности (КЕО).

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – выраженное в процентах отношение освещенности горизонтальной поверхности (на уровне пола или рабочего места) в помещении к измеренной одновременно освещенности рассеянным светом горизонтальной поверхности под открытым небосклоном:

Освещенность в помещении и за его пределами измеряют с помощью люксметра (см. учебную инструкцию, приложение 2 и рис. 4.2).

Рис. 4.2. Люксметр Ю-116. (1 — измерительный прибор (гальванометр); 2 — селеновый фотоэлемент; 3 — световые фильтры-насадки

Нередко часть небосклона, особенно в городах, закрывают высокие здания, деревья, а в горной местности — горы. Поэтому на практике для определения освещенности под открытым небосклоном пользуются кривыми светового климата местности (рис. 4.3).

Кривые линии на рис. 4.3. учитывают месяцы, время суток и степень облачности небосклона. На оси ординат нанесенная освещенность в тысячах люкс.

Естественное освещение цехов производственных предприятий может быть боковым (односторонним и двусторонним), верхним (световые проемы в перекрытиях цеха) и комбинированным.

Согласно СНиП ІІ-4-79, нормируется коэффициент естественной освещенности (КЕО):

• при одностороннем боковом освещении — на расстоянии 1м от противоположной стены;
• при двустороннем боковом освещении — посреди цеха;
• при верхнем и комбинированном освещении нормируется среднее освещение на основании замеров в нескольких точках методом “конверта”(табл. 4 ).

Рис. 4.3. Кривые светового климата

Таблица 4. Значение КЕО для производственных помещений

Разряд работ	Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Коэффициент естественной освещенности, %
при комбинирован-ном освещении	при боковом освещении
І	Высочайшей точности	0,15	10	3,5
ІІ	Очень высокой точности	0,15-0,3	7	4,2
ІІІ	Высокой точности	0,3-0,5	5	3
ІV	Средней точности	0,5-1,0	4	1,5
V	Малой точности	1,0-5,0	3	1
VI	Грубая (очень малой точности)	> 5,0	2	0,5
VII	Работа с цветными материалами и в горячих цехах	> 5,0	3	1
VIII	Общий надзор за производственным процессом	—	0,5	0,1

УЧЕБНАЯ ИНСТРУКЦИЯ

Методика измерения освещенности люксметром

Люксметр Ю-116 или Ю-117 состоит из селенового фотоэлемента с фильтрами-насадками и гальванометра со шкалой. Фотоэлемент срабатывает под влиянием света, вырабатывая электрический ток, силу которого измеряют гальванометром. Стрелка его указывает число люксов, что отвечает исследуемой освещенности.

На панели измерительного прибора установлены кнопки переключателя и табличка со схемой, которая связывает действие кнопок и насадки с различными диапазонами измерений. Прибор имеет две градуированные шкалы, в люксах: 0 — 100 и 0-30. На каждой шкале точками указано начало диапазона измерений: на шкале 0 — 100 точка находится над меткой 20, на шкале 0-30 над меткой 5. Также есть корректор для установления стрелки на нулевое положение, который регулируется отверткой.

Селеновый фотоэлемент, который присоединяется к прибору с помощью вилки, находится в пластмассовом корпусе. С целью уменьшения погрешности используют сферическую насадку на фотоэлемент, изготовленную из белой светорассеивающей пластмассы, обозначенная на внутренней стороне буквой К, и непрозрачного кольца. Эта насадка применяется параллельно с одной из трех других насадок-фильтров (М,Р,Т), которые имеют коэффициенты ослабления света, равные соответственно 10, 100, 1000, что расширяет диапазоны измерений. Без насадок люксметром можно измерять освещенность в пределах 0-30 и 0-100 лк.

В процессе измерения стрелку прибора устанавливают на нулевом делении шкалы, потом напротив нажатой кнопки определяют выбранное с помощью насадок наибольшее значение диапазона измерения. При нажатии кнопки, напротив которой написано наибольшее значение диапазона измерений, кратное 10, следует пользоваться для отсчета показаниями шкалы 0 — 100, при нажатии кнопки, на против которой нанесены значение диапазона, кратное 3, показаниями шкалы 0-30. Показание прибора в делениях по соответствующей шкале умножают на коэффициент ослабления, который обозначен на соответствующей насадке.

Прибор отградуирован для измерения освещенности, которую создают лампы накаливания. Для естественного света вводят поправочный коэффициент 0,8; для люминесцентных ламп дневного света (ЛД) — 0,9; для ламп белого цвета (ЛБ) — 1,1.

Общую оценку естественного освещения помещений дают на основании сравнения всего комплекса измеренных показателей с гигиеническими нормативами. В основу разработки этих нормативов положены точность зрительной работы, т.е. размеры деталей объекта, которые нужно различать, их контрастность относительно фона и прочие.

Для удобства оценки результаты измерения и гигиенические нормативы вносят в таблицу:

№ п/п	Показатель	Результаты измерений	Гигиенический норматив	Оценка

Сопоставляя оценку каждого показателя с нормативом, делают общий вывод о естественном освещении помещений.

Закончив измерения, нажать кнопку «выкл.», отсоединить фотоэлемент от измерителя и уложить в крышку футляра.

z – коэффициент неравномерности освещения или минимальной освещенности, отношение Eср/Eмин. Eср определяют по СП 52.13330.2016, а Eмин (наименьшее значение освещенности в помещении). Согласно п. 7.9 СНиП 23-05-95*, значение z составляет 1,3 для работ I-III категории в случае применения люминесцентных ламп, 1,5 – для других источников света, а для работ IV-VII разрядов – 1,5 и 2,0 соответственно. Если светильники можно установить только на колоннах, стенах или площадках, то допускается принимать z, равное 3,0.

N – количество светильников. Рассчитывается на основе выбранной схемы освещения помещения по формуле N = R · LR.

Для начала необходимо определить число рядов светильников R:

R = (A – x)/L,

где A – ширина помещения, м;

x – расстояние от края помещения до светильников, м;

L – расстояние между лампами в рядах и между рядами, м.

L определяют, исходя из условий L/Hр=1,0 для люминесцентных ламп и L/Hр = 0,6 для ламп накаливания, ДРЛ и светодиодных светильников.

Hр здесь представляет собой расстояние от лампы до рабочей поверхности: Hр = H – (hс + hр), где H – высота помещения (м), hс – высота свеса лампы от потолка, hр – расстояние от рабочей поверхности до пола (м).

Число светильников в ряду LR определяют по формуле: LR = (B – y)/L, где B – длины помещения (м), y – расстояние от края ряда (м).

Ƞ – коэффициент использования светового потока (%). Отношение светового потока ламп к потоку, падающему на рабочую поверхность. Для определения коэффициента необходимо воспользоваться справочной литературой. Значения параметра приведены в таблице.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для (расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при светильниках любого типа.

Суть метода заключается в вычислении коэффициента для каждого помещения, исходя из основных параметров помещения и светоотражающих свойств отделочных материалов. Недостатками такого метода расчета являются высокая трудоемкость расчета и невысокая точность. Таким методом производится расчет внутреннего освещения.

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

В процессе выполнения расчетной части необходимо:

а) выбрать систему освещения, источник света, тип светильника для заданного участка или рабочего помещения;

б) произвести расчет общего освещения рабочего помещения.

Цель расчета общего освещения — определить количество светильников необходимых для обеспечения Еmin и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности. Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:

или количество светильников:

где Еmin — минимальная нормированная освещенность, лк;
k — коэффициент запаса (для ламп накаливания k=1,15, для люминесцентных и ламп ДРЛ, ДРИ И ДНаТ k=1,3);
S — освещаемая площадь, м2;
Z — коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения)(при расчете освещения от светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, и ДНаТ Z = 1,15, слюминесцентными лампами Z = 1,1);
N — число светильников;
n — число ламп в светильнике;
h — коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Мощность осветительной установки Р определяется из выражения:

где Рi — потребляемая мощность одной лампы, кВт.

Рекомендуемый алгоритм расчета

Расчет общего освещения рекомендуется выполнять в следующей последовательности:

1. Выбрать систему освещения.
2. Обосновать нормированную освещенность на рабочих местах заданного объекта.
3. Выбрать экономичный источник света.
4. Выбрать рациональный тип светильника.
5. Оценить коэффициент запаса освещенности, k, и коэффициент неравномерности освещения, Z.
6. Оценить коэффициенты отражения поверхностей в помещении (потолка, стен, пола), r.
7. Рассчитать индекс помещения i.
8. Найти коэффициент использования светового потока, h.
9. Рассчитать требуемое количество светильников, N, или световой поток лампы, Фл, которые необходимы для обеспечения на объекте требуемой освещенности Еmin.
10. Выполнить эскиз расположения светильников на плане помещения с указанием размеров.

Принципы выбора основных элементов, необходимых для расчета

Выбор системы освещения

В настоящей работе рассматривается только рабочее освещение, которое может быть общим и комбинированным. Устройство в производственных помещениях только местного освещения запрещено.

Выбор системы освещения зависит, прежде всего, от такого важнейшего фактора, как точность выполняемых зрительных работ (наименьший размер объекта различения), согласно действующим нормам при выполнении работ I — IV разрядов следует применять систему комбинированного освещения. В механических, инструментальных, сборочных и др., как правило, применяют систему комбинированного освещения. В литейных, гальванических и т.п. цехах — систему общего освещения.

Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности.

Выбор нормированной освещенности

Количественные и качественные показатели искусственного освещения определяют согласно действующим нормам [1].

В качестве количественной характеристики освещенности принята наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin, которая зависит от разряда зрительных работ, фона и контраста объекта с фоном и системы освещения.. Разряд зрительных работ определяется минимальным размером объекта различения, т.е. размером предмета, его части или дефекта на нем, которые необходимо обнаружить или различить в процессе производственной деятельности.

Качественные показатели освещения (коэффициент пульсации и показатель ослепления) в данной работе не рассматриваются.

Можно принять значение Еmin для точных работ III разряда 300-500 лк, для средней точности IV разряд 150 -300 лк, для работ малой точности V разряд 100 -150 лк. Меньшее значение освещенности в каждом разряде для светлого фона и большого контраста, большее для темного фона и малого контраста. В табл. 3 приложения приведены значения Emin для всех разрядов зрительных работ и различных контрастов.

Выбор источников света

Определяющими параметрами при выборе экономичного источника света являются строительные параметры, архитектурно — планировочное решение, состояние воздушной среды, вопросы дизайна и экономические соображения.

Проектируя освещение, конструктор всегда принимает компромиссное решение.

Общие рекомендации приведены в литературе [2 ].

Лампы накаливания — малоэкономичны, имеют светоодачу 7 -26 лм/Вт, они имеют искаженный спектр излучения, при работе сильно нагреваются. Но, с другой стороны они имеют низкую стоимость, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы для помещений с временным пребыванием людей, бытовых помещений и др.

Основным достоинством люминесцентных ламп их высокая светоодача, до 75 лм/Вт и срок службы до 10000 ч, хорошая цветопередача, низкая температура. Хотя они дорогие, требуют специалистов для их обслуживания, имеют сложную пусковую аппаратуру, иногда шумят, мигают, при их утилизации возникают проблемы.

В помещениях высотой до 6 м рекомендуется применять люминесцентные лампы.

В производственных помещениях высотой до 7 — 12 м целесообразно применять лампы типа ДРЛ, т.к. они более мощные и имеют большую светоодачу до 90 лм/Вт.

Перспективными являются металлогалогеновые лампы высокого давления типа МГЛ.

Окончательный выбор источника света должен осуществляться одновременно с выбором типа светильника, частью которого он является.

Выбор светильника

Выбор светильников общего освещения производится на основе учета светотехнических, экономических требований, условий воздушной среды. Существует классификация светильников по светораспределению: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света.

Кроме этого существуют светильники с различными кривыми силы света: концентрированной, глубокой, косинусной, полу широкой, широкой, равномерной и синусной.

Согласно ГОСТ 14254-69 светильники классифицируют по степени защиты от пыли, воды и взрыва.

По конструктивному исполнению согласно [1] различают 7 эксплутационных групп светильников. Ввиду чрезвычайного разнообразия светильников конкретный выбор светильника должен решаться совместно со специалистами по энергетике, экономистами, дизайнерами и с учетом требований по охране труда, или обратиться к специальной справочной литературе [2] и [3].

Коэффициент запаса

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.

Таблица Значения коэффициента k

Помещения	Примеры помещений	Коэффициент запаса k
Газоразрядные лампы	Лампы накаливания
Запыленность свыше    5 мг/м3	Цементные заводы, литейные цеха и т. п.	2	1,7
Дым, копоть 1-5 мг/м3	Кузнечные, сварочные цеха и т. п.	1,8	1,5
Менее 1 мг/м3	Инструментальные, сборочные цеха	1,5	1,3
Значительная концентрация паров кислот и щелочей	Цеха химических заводов, гальванические цеха	1,8	1,5
Запыленность значительно менее 1 мг/м3, отсутствие паров кислот и щелочей	Жилые, административные и офисные и т.п. помещения	1,2	1,1

Коэффициент минимальной освещенности Z

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных, точное его определение затруднительно, но в наибольшей степени он зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

Выбирают способ размещения светильников, который может быть симметричным или локализованным. При симметричном размещении светильники располагаются как вдоль, так и поперек помещения на одинаковом расстоянии, по углам прямоугольника или в шахматном порядке. Симметричное размещение светильников обеспечивает одинаковое освещение оборудования, станков, рабочих мест и проходов, но требует большого расхода электроэнергии. При локализованном расположении светильники размещают с учетом местонахождения станков, машин, оборудования, мест контроля и рабочих мест. Такое расположение светильников, сокращающее расход электроэнергии, применяют в цехах с несимметричным размещением оборудования.

Далее определяют отношение расстояния между светильниками L к высоте их подвеса h. В зависимости от типа светильника это отношение  L / h при расположении светильников прямоугольником может быть принято равным 1,4-2,0, а при шахматном расположении -1,7-2,5.

Высота расположения светильника над освещаемой поверхностью

Hc=H — hcв — hp

где Н — общая высота помещения, м;

hcв — высота от потолка до нижней части светильника, м;

hр — высота от пола до освещаемой поверхности, м.

Чтобы уменьшить ослепляющее действие светильников общего освещения, высоту подвеса их над уровнем пола устанавливают не менее 2,5-4 м при лампах мощностью до 200 Вт и не менее 3-6 м при лампах большей мощности.

Потребное число светильников (ламп) n= S/L² (при La = Lb).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наивыгоднейшее отношение L / h, рекомендуется принимать Z = 1,1 для люминесцентных ламп и Z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ.

Рис. Схема расположения светильников в помещении

Коэффициент использования светового потока h

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Обычно для светлых административно- конторских помещений:

rп = 70%,
rс = 50%,
rр = 30%.

Для производственных помещений с незначительными пылевыделениями:

rп = 50%,
rс = 30%,
rр = 10%.

Для пыльных производственных помещений:

rп = 30%,
rс = 10%,
rр = 10%.

Индекс помещения i

Индекс помещения определяется по следующему выражению:

где А, В, h — длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

где H — геометрическая высота помещения;
hсв — свес светильника.

Обычно hсв = 0,2 …0,8 м;
hp — высота рабочей поверхности.
hp = 0,8 …1,0 м.

Коэффициент использования светового потока есть сложная функция, зависящая от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка стен и пола. Для наиболее распространенного светильника с люминесцентными лампами коэффициент h может быть определен из таблицы.

Промежуточные значения коэффициента использования находятся методом интерполяции.

Для сложных светильников этот коэффициент может быть найден в специальной справочной литературе [2], [3] и в приложении к настоящему методическому пособию.

При заданном Фл , т.е. известно какие лампы будут использоваться, находим N, т.е. сколько светильников надо применить.

При заданном N или n, определяем Фл. По найденному Фл выбирают ближайшую, стандартную лампу в пределах допусков — 10 ¸ +20 %.

Таблица Значение коэффициента использования h для светильников с люминесцентными лампами, %

I	rп , % 70 rс , % 50 rр , % 30	50 30 10	30 10 10
0,5	28	21	18
1,0	49	40	36
3,0	73	61	58
5,0	80	67	65

В таблице приведены расчетные значения светового потока наиболее распространенных источников светаФл

Таблица Расчетные значения светового потока наиболее распространенных источников света Фл.

Тип лампы	ФЛ, лм	Тип лампы	ФЛ, лм	Тип лампы	ФЛ, лм
ЛДЦ 40-4	1995	ЛДЦ80-4	3380	ДРЛ 80	3200
ЛД 40-4	2225	ЛД 80-4	3865	ДРЛ 250	11000
ЛХБ 40-4	2470	ЛХБ 80-4	4220	ДРЛ 1000	50000
ЛТБ 40-4	2450	ЛТБ 80-4	4300	ДРИ 250	18700
ЛБ 40-4	2850	ЛБ 80-4	4960	ДРИ 400	32000
ЛХБЦ 40-1	2000			ДРИ 1000	90000

Пример расчета помещения методом коэффициента использования

Пример. В помещении с малым выделением пыли, размерами А=21 м, В=12 м, H=4,2 м, hp=0,8 м и коэффициентами отражения потолка rп=50 %, стен rc=30 %, расчетной поверхности rр=10 % определить методом коэффициента использования светового потока освещение светильниками «Астра» с лампами накаливания для создания освещенности Е=50 лк.

Решение. В помещении с малым выделением пыли осветительную установку с лампами накаливания рассчитывают при коэффициенте запаса k=1,3. В светильнике «Астра» косинусное светораспределение. Поэтому оптимальное относительное расстояние между светильниками следует взять λ=1,6. Приняв высоту свеса светильников hcв=0,5 м, получим расчетную высоту

hр=4,2-0,8-0,5=2,9 м

и расстояние между светильниками

L=2,9 × 1,6=4,64 м.

Число рядов светильников в помещении

Nb=12/4,64=2,58.

Число светильников в ряду

Na=21/4,64=4,56.

Округляем эти числа до ближайших больших Na=5 и Nb=3.

Общее число светильников

N= Na × Nb=5 × 3=15.

Размещаем окончательно светильники.

По ширине помещения расстояние между рядами Lb=4,6 м, а расстояние от крайнего ряда до стены чуть больше 0,3L, а именно 1,4 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также La=4,6 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет

(21-4,64)/2=2,6/3=1,3 м.

Это составляет 0,28 L.

Индекс помещения

i=21 × 12/[2,9(21+12)]=252/(2,9 × 33)=2,63.

По справочнику выбираем коэффициент использования светового потока η=0,6. Так как расстояние между светильниками практически равно оптимальному, то принимаем коэффициент минимальной освещенности z=1,15. Определяем необходимый световой поток лампы

Фл = 50 × 1,15 × 252 × 1,3/(15 × 0,6) = 2093лм

Выбираем по таблице  ближайшую стандартную лампу Г215-225-150, имеющую поток Фл=2090 лм, что меньше расчетного значения на ΔФ=(2090-2093)100/2093= — 0,14 %.

Литература:

1. СНиП II — 4 — 79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования.-М.: Стройиздат, 1980.- 48 с.
2. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздам, 1983.- 472 с.
3. Справочная книга для проектирования электрического освещения / Под ред. Г.М. Кнорринга.- М.: Энергия, 1976. — 384 с.

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.