ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 133
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Hр, тем больше светильников вычитается. Разумеется, необходимо округлить полученное число Nсв до ближайшего целого.
При определении количества рядов исходят из того, что расстояние между соседними рядами не может превышать величины Lmax = 1,5Hр (в противном случае не обеспечивается достаточная равномерность освещения рабочей поверхности). В то же время из экономических соображений нежелательно чрезмерно уменьшать расстояние между рядами L. Поэтому иногда указывают оптимальный диапазон величины L: (1,4÷1,5)Hр. В связи с этим необходимо уточнить: раздвигать ряды дальше, чем на 1,5Hр, нельзя, а располагать ближе 1,4Hр – можно. Другим обязательным условием при определении количества рядов является соотношение расстояний от крайних рядов до стен L1 и расстояния между соседними рядами L: L1 = (0,3÷0,5)L. Это условие должно быть обеспечено в окончательном варианте расположения светильников. В противном случае либо, при L1 > 0,5L, будет недостаточно освещена рабочая поверхность у стены, либо, при L1 < 0,3L, будет «успешно» освещаться стена вместо рабочей поверхности.
Определить минимальное число рядов Nрmin можно так (уточним, что количество промежутков между рядами на один меньше, чем количество рядов). Если принять, что L1 = 0,5L, то суммарная длина двух расстояний от крайних рядов до стен будет равна одному расстоянию между соседними рядами. Тогда, разделив ширину (или длину – в зависимости от ориентации рядов) помещения на максимальное расстояние между рядами Lmax = 1,5Hр, можно определить минимальное количество рядов:
Nрmin =
, Nрmin = 
(2.4)
Первая из формул (2.4) относится к расположению рядов вдоль длинной стороны помещения, вторая – вдоль короткой стороны. Разумеется, полученное по одной из формул (2.4) число рядов следует округлить до целого Nр, причем только в большую сторону – иначе расстояние между рядами окажется больше Lmax, что недопустимо.
Изменившиеся (уменьшившиеся) в результате округления Nр расстояния L и L1 следует уточнить (сначала при условии L1 = 0,5L): L = 2L1 = B/Nр
или L = 2L1 = A/Nр. После этого L и L1 корректируются до более удобных («округлых») величин с проверкой соотношения L1 = (0,3÷0,5)L, учитывая равенство (Nр – 1)L + 2L1 = В(A).
После этого, умножая число рядов Nр на количество светильников в ряду Nсв, получим общее количество светильников N = Nр∙Nсв.
Для точечных источников (светильников с ГЛВД) используют размещение по углам квадрата или прямоугольника (в бытовой речи именуемое «квадратно-гнездовым»), или в шахматном порядке. В справочной литературе и в этом случае пользуются термином «ряд», понимая под рядом совокупность последовательно расположенных вдоль длинной стороны помещения светильников с расстоянием LА между ними. Расстояние же между рядами в этом случае может быть обозначено как LВ. При размещении по углам квадрата (LА = LВ) или прямоугольника (LА ≠ LВ) светильники в соседних рядах расположены друг напротив друга (на расстоянии LВ). При шахматном расположении имеется смещение светильников в соседних рядах на половину расстояния LА. При шахматном расположении уменьшается величина коэффициента пульсации освещенности (при трехфазном подключении).
Для общего освещения в составе комбинированного условиями обеспечения равномерности освещения будем считать: LА ≤ Lmax = 1,4Hр, LВ ≤ Lmax = 1,4Hр. В случаях, допускающих применение только общего освещения (табл. П.2 и П.3), необходимо дополнительно уменьшать LА и LВ для достижения нормативной величины коэффициента пульсации освещенности Кп. При этом обязательно подключение светильников на разные фазы трехфазной сети, а величина Lmax равна: 0,9Hр – при условии Кп ≤ 20 %; 0,75Hр – Кп ≤ 15 %; 0,6Hр – Кп ≤ 10 % (данные приведены для LА = LВ, при LА ≠ LВ более сложные зависимости можно найти в [10]). Расстояния от крайних светильников в ряду (от крайних рядов) до стен и в этом случае должны находиться в пределах L1А = (0,3÷0,5)LА, L1В = (0,3÷0,5)LВ.
Расчет количества светильников вдоль длинной стороны помещения (в ряду) NA и вдоль короткой стороны (рядов)
NB производится подобно расчету количества рядов светильников с ЛЛ. Сначала по формулам, аналогичным (2.4), рассчитываются минимальные количества NAmin и NBmin:
NАmin =
, NВmin = 
(2.5)
Числа округляются до целого (только в большую сторону), после чего определяется общее число светильников N = NA∙NB. Уточняются уменьшившиеся в результате округления NА и NВ расстояния LА, LВ, L1А и L1В (при условии L1 = 0,5L): LА = 2L1А = A/NА и LВ = 2L1В = В/NВ. Затем все расстояния корректируются до удобных величин с проверкой соотношений L1А(В) = (0,3÷0,5)LА(В), учитывая условия (NА(В) – 1)LА(В) + 2L1А(В) = A(B).
После предварительного определения количества светильников N рассчитывается световой поток одной лампы по формуле (2.1) (как для ЛЛ, так и для дуговых ламп). По табл. П.8 (для ЛЛ) или П.9 (для ГЛВД) подбирают ближайшую стандартную лампу (следует напомнить, что выбирать люминесцентные лампы ЛД и, особенно, ЛДЦ из-за меньшей, по сравнению с ЛБ, световой отдачи и гораздо большего коэффициента пульсации освещенности крайне нежелательно). Проверяется отклонение стандартного светового потока выбранной лампы Fст от расчетного Fрасч:
ΔF = 100(Fст – Fрасч)/Fрасч, % (2.6)
Если величина отклонения ΔF находится в пределах от – 10 до + 20 %, результат расчета можно считать удовлетворительным. Если световой поток выбранной лампы недостаточен (ΔF < – 10 %), увеличивают число светильников (для ЛЛ – количество рядов; для дуговых ламп – или число рядов, или число светильников в ряду, или и то и другое, обеспечив минимальное различие расстояний LА и LВ) до получения необходимого результата. Если световой поток выбранной лампы чрезмерно велик (ΔF > + 20 %), поступают следующим образом. Для светильников с ЛЛ уменьшают число светильников, сделав их расположение в каждом ряду прерывистым (увеличив монтажные зазоры) или (и) берут светильники с лампами меньшей мощности (в этом случае расположение светильников в ряду также может стать прерывистым). При использовании ГЛВД уменьшать число светильников, увеличивая расстояния между ними, нельзя. Поэтому следует повторить заключительную часть расчета для ламп меньшей мощности, увеличив количество светильников и уменьшив расстояния между ними, – до получения необходимого результата.
В случае проведения корректировки количества светильников (рядов) следует заново пересчитать расстояния между ними.
Завершается расчет определением потребляемой осветительной установкой мощности:
P =PлnN, (2.7)
где Pл – мощность, потребляемая одной лампой, Вт.
2.2. Примеры расчета
Пример 1. Рассчитать общее равномерное искусственное освещение для механического цеха (лезвийной обработки), расположенного в здании с габаритами 50256 м.
Решение 1. Учитывая небольшую высоту цеха, принимаем решение использовать светильники с люминесцентными лампами, расположив их непрерывными рядами вдоль длинной стороны здания. При этом из-за достаточно большой длины помещения (50 м) используем светильники ОДР с защитным углом 15 º не только в поперечном, но и в продольном сечении.
Для расчета воспользуемся методом светового потока. Определим параметры, входящие в формулу (2.1).
Норма освещенности, создаваемой светильниками общего освещения при комбинированной системе для механических цехов Eн = 200 лк (табл. П.3). Площадь цеха S = АВ = 50∙25 = 1250 (м2). Коэффициент запаса для металлообрабатывающих цехов kз = 1,5 (табл. П.3). z = 1,1 – коэффициент для люминесцентных ламп. n = 2 – количество ламп в светильнике ОДР (табл. П.1).
Для определения коэффициента использования η рассчитаем индекс формы помещения по формуле (2.2): i = (A∙B)/(Hр(A + B)) = 50∙25/(5(50 + 25)) = 3,33. Здесь Hр = H – 1 = 6 – 1 = 5 (м) – рабочая высота подвеса светильников (светильники с ЛЛ закрепляют на потолке помещения).
Считаем, что коэффициенты отражения потолка ρп (чистый бетонный потолок), стен ρс (бетонные стены) и рабочей поверхности (пола) ρр равны соответственно 50, 30 и 10 % (табл. П.5).
По табл. П.6 определяем интерполяцией коэффициент использования. Для светильника ОДР при i = 3,0 η = 57,5 %, при i = 3,5 η = 59 %; тогда при i = 3,33 η = 57,5 +((59 – 57,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 58,49 (%).
Для определения количества светильников N вычислим по формуле (2.3) количество светильников в ряду, ориентируясь на лампы мощностью 80 Вт (lм = 1,6 м) и учитывая относительно небольшую высоту цеха: Nсв = (A/lм) – 2 = (50/1,6) – 2 = 29,25. Округляя до целого, получим Nсв = 29.
Для предварительного определения числа рядов Nр примем, что расстояние от крайних рядов до стен L1 максимально и равно половине расстояния между соседними рядами
L: L1 = 0,5L. Тогда при наибольшем допустимом расстоянии между рядами (2.4): Nрmin = B/Lmax = B/(1,5Hр) = 25/(1,5∙5) = 3,3. Округляя (только в большую сторону), получим Nр = 4.
Тогда общее число светильников N = Nсв∙Nр = 29∙4 = 116.
При округлении числа рядов до большего целого изменяются (уменьшаются) величины L и L1. Определим их, по-прежнему считая, что L1 = 0,5L: L = B/Nр = 25/4 = 6,25 (м); L1 = 0,5∙6,25 = 3,125 (м). Назначаем более удобную величину расстояния между соседними рядами: L = 6,5 м. Тогда, из условия (Nр – 1)L + 2L1 = В, расстояния от крайних рядов до стен L1 = (B – (Nр – 1)L)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (м). Удостоверяемся, что отношение L1/L = 2,75/6,5 = 0,415 попадает в допустимый диапазон (0,3÷0,5).
Подставляя числовые значения всех параметров в формулу для Fрасч, получим: Fрасч = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(116∙2∙58,49) = 3040 (лм).
При выборе лампы из таблицы П.8 учитываем, что для металлообрабатывающих цехов во избежание стробоскопического эффекта следует использовать лампы ЛБ. Ближайшая стандартная лампа ЛБ40 со световым потоком Fст 3120 лм вполне подходит, так как отклонении ее светового потока от расчетного (2.6) не выходит за допустимые пределы (от – 10 % до + 20 %): ΔF = 100(Fст – Fрасч)/Fрасч = 100(3120 – 3040)/3040 = 2,6 %. При этом, так как светильники с лампами мощностью 40 Вт имеют меньшую монтажную длину lм = 1,3 м, расположение светильников в ряду будет прерывистым. Монтажный зазор увеличится на 30 см. Решение использовать 40-ваттные лампы вместо 80-ваттных имеет свои преимущества. В частности, у 40-ваттных ламп выше световая отдача, что обеспечит экономию электроэнергии на освещение.
Однако при использовании ламп мощностью 40 Вт почти вдвое большим будет количество светильников и самих ламп. Это резко увеличит как разовые затраты на создание осветительной установки, так и затраты на ее эксплуатацию. Поэтому принимаем решение использовать лампы мощностью 80 Вт, сократив количество светильников в ряду (сделав их расположение опять-таки прерывистым). Для получения Fрасч, максимально приближенного к световому потоку стандартной лампы ЛБ80 (Fст = 5220 лм – табл. П.8) новое число Nсв определяем из пропорции: Nсв(нов) = (Nсв(стар)∙Fрасч)/Fст = (29∙3040)/5220 = 16,9. Принимаем Nсв = 17. Тогда
При определении количества рядов исходят из того, что расстояние между соседними рядами не может превышать величины Lmax = 1,5Hр (в противном случае не обеспечивается достаточная равномерность освещения рабочей поверхности). В то же время из экономических соображений нежелательно чрезмерно уменьшать расстояние между рядами L. Поэтому иногда указывают оптимальный диапазон величины L: (1,4÷1,5)Hр. В связи с этим необходимо уточнить: раздвигать ряды дальше, чем на 1,5Hр, нельзя, а располагать ближе 1,4Hр – можно. Другим обязательным условием при определении количества рядов является соотношение расстояний от крайних рядов до стен L1 и расстояния между соседними рядами L: L1 = (0,3÷0,5)L. Это условие должно быть обеспечено в окончательном варианте расположения светильников. В противном случае либо, при L1 > 0,5L, будет недостаточно освещена рабочая поверхность у стены, либо, при L1 < 0,3L, будет «успешно» освещаться стена вместо рабочей поверхности.
Определить минимальное число рядов Nрmin можно так (уточним, что количество промежутков между рядами на один меньше, чем количество рядов). Если принять, что L1 = 0,5L, то суммарная длина двух расстояний от крайних рядов до стен будет равна одному расстоянию между соседними рядами. Тогда, разделив ширину (или длину – в зависимости от ориентации рядов) помещения на максимальное расстояние между рядами Lmax = 1,5Hр, можно определить минимальное количество рядов:
Nрmin =
, Nрmin = (2.4)Первая из формул (2.4) относится к расположению рядов вдоль длинной стороны помещения, вторая – вдоль короткой стороны. Разумеется, полученное по одной из формул (2.4) число рядов следует округлить до целого Nр, причем только в большую сторону – иначе расстояние между рядами окажется больше Lmax, что недопустимо.
Изменившиеся (уменьшившиеся) в результате округления Nр расстояния L и L1 следует уточнить (сначала при условии L1 = 0,5L): L = 2L1 = B/Nр
или L = 2L1 = A/Nр. После этого L и L1 корректируются до более удобных («округлых») величин с проверкой соотношения L1 = (0,3÷0,5)L, учитывая равенство (Nр – 1)L + 2L1 = В(A).
После этого, умножая число рядов Nр на количество светильников в ряду Nсв, получим общее количество светильников N = Nр∙Nсв.
Для точечных источников (светильников с ГЛВД) используют размещение по углам квадрата или прямоугольника (в бытовой речи именуемое «квадратно-гнездовым»), или в шахматном порядке. В справочной литературе и в этом случае пользуются термином «ряд», понимая под рядом совокупность последовательно расположенных вдоль длинной стороны помещения светильников с расстоянием LА между ними. Расстояние же между рядами в этом случае может быть обозначено как LВ. При размещении по углам квадрата (LА = LВ) или прямоугольника (LА ≠ LВ) светильники в соседних рядах расположены друг напротив друга (на расстоянии LВ). При шахматном расположении имеется смещение светильников в соседних рядах на половину расстояния LА. При шахматном расположении уменьшается величина коэффициента пульсации освещенности (при трехфазном подключении).
Для общего освещения в составе комбинированного условиями обеспечения равномерности освещения будем считать: LА ≤ Lmax = 1,4Hр, LВ ≤ Lmax = 1,4Hр. В случаях, допускающих применение только общего освещения (табл. П.2 и П.3), необходимо дополнительно уменьшать LА и LВ для достижения нормативной величины коэффициента пульсации освещенности Кп. При этом обязательно подключение светильников на разные фазы трехфазной сети, а величина Lmax равна: 0,9Hр – при условии Кп ≤ 20 %; 0,75Hр – Кп ≤ 15 %; 0,6Hр – Кп ≤ 10 % (данные приведены для LА = LВ, при LА ≠ LВ более сложные зависимости можно найти в [10]). Расстояния от крайних светильников в ряду (от крайних рядов) до стен и в этом случае должны находиться в пределах L1А = (0,3÷0,5)LА, L1В = (0,3÷0,5)LВ.
Расчет количества светильников вдоль длинной стороны помещения (в ряду) NA и вдоль короткой стороны (рядов)
NB производится подобно расчету количества рядов светильников с ЛЛ. Сначала по формулам, аналогичным (2.4), рассчитываются минимальные количества NAmin и NBmin:
NАmin =
, NВmin = (2.5)Числа округляются до целого (только в большую сторону), после чего определяется общее число светильников N = NA∙NB. Уточняются уменьшившиеся в результате округления NА и NВ расстояния LА, LВ, L1А и L1В (при условии L1 = 0,5L): LА = 2L1А = A/NА и LВ = 2L1В = В/NВ. Затем все расстояния корректируются до удобных величин с проверкой соотношений L1А(В) = (0,3÷0,5)LА(В), учитывая условия (NА(В) – 1)LА(В) + 2L1А(В) = A(B).
После предварительного определения количества светильников N рассчитывается световой поток одной лампы по формуле (2.1) (как для ЛЛ, так и для дуговых ламп). По табл. П.8 (для ЛЛ) или П.9 (для ГЛВД) подбирают ближайшую стандартную лампу (следует напомнить, что выбирать люминесцентные лампы ЛД и, особенно, ЛДЦ из-за меньшей, по сравнению с ЛБ, световой отдачи и гораздо большего коэффициента пульсации освещенности крайне нежелательно). Проверяется отклонение стандартного светового потока выбранной лампы Fст от расчетного Fрасч:
ΔF = 100(Fст – Fрасч)/Fрасч, % (2.6)
Если величина отклонения ΔF находится в пределах от – 10 до + 20 %, результат расчета можно считать удовлетворительным. Если световой поток выбранной лампы недостаточен (ΔF < – 10 %), увеличивают число светильников (для ЛЛ – количество рядов; для дуговых ламп – или число рядов, или число светильников в ряду, или и то и другое, обеспечив минимальное различие расстояний LА и LВ) до получения необходимого результата. Если световой поток выбранной лампы чрезмерно велик (ΔF > + 20 %), поступают следующим образом. Для светильников с ЛЛ уменьшают число светильников, сделав их расположение в каждом ряду прерывистым (увеличив монтажные зазоры) или (и) берут светильники с лампами меньшей мощности (в этом случае расположение светильников в ряду также может стать прерывистым). При использовании ГЛВД уменьшать число светильников, увеличивая расстояния между ними, нельзя. Поэтому следует повторить заключительную часть расчета для ламп меньшей мощности, увеличив количество светильников и уменьшив расстояния между ними, – до получения необходимого результата.
В случае проведения корректировки количества светильников (рядов) следует заново пересчитать расстояния между ними.
Завершается расчет определением потребляемой осветительной установкой мощности:
P =PлnN, (2.7)
где Pл – мощность, потребляемая одной лампой, Вт.
2.2. Примеры расчета
Пример 1. Рассчитать общее равномерное искусственное освещение для механического цеха (лезвийной обработки), расположенного в здании с габаритами 50256 м.
Решение 1. Учитывая небольшую высоту цеха, принимаем решение использовать светильники с люминесцентными лампами, расположив их непрерывными рядами вдоль длинной стороны здания. При этом из-за достаточно большой длины помещения (50 м) используем светильники ОДР с защитным углом 15 º не только в поперечном, но и в продольном сечении.
Для расчета воспользуемся методом светового потока. Определим параметры, входящие в формулу (2.1).
Норма освещенности, создаваемой светильниками общего освещения при комбинированной системе для механических цехов Eн = 200 лк (табл. П.3). Площадь цеха S = АВ = 50∙25 = 1250 (м2). Коэффициент запаса для металлообрабатывающих цехов kз = 1,5 (табл. П.3). z = 1,1 – коэффициент для люминесцентных ламп. n = 2 – количество ламп в светильнике ОДР (табл. П.1).
Для определения коэффициента использования η рассчитаем индекс формы помещения по формуле (2.2): i = (A∙B)/(Hр(A + B)) = 50∙25/(5(50 + 25)) = 3,33. Здесь Hр = H – 1 = 6 – 1 = 5 (м) – рабочая высота подвеса светильников (светильники с ЛЛ закрепляют на потолке помещения).
Считаем, что коэффициенты отражения потолка ρп (чистый бетонный потолок), стен ρс (бетонные стены) и рабочей поверхности (пола) ρр равны соответственно 50, 30 и 10 % (табл. П.5).
По табл. П.6 определяем интерполяцией коэффициент использования. Для светильника ОДР при i = 3,0 η = 57,5 %, при i = 3,5 η = 59 %; тогда при i = 3,33 η = 57,5 +((59 – 57,5)/(3,5 – 3,0))(3,33 – 3,0) = 58,49 (%).
Для определения количества светильников N вычислим по формуле (2.3) количество светильников в ряду, ориентируясь на лампы мощностью 80 Вт (lм = 1,6 м) и учитывая относительно небольшую высоту цеха: Nсв = (A/lм) – 2 = (50/1,6) – 2 = 29,25. Округляя до целого, получим Nсв = 29.
Для предварительного определения числа рядов Nр примем, что расстояние от крайних рядов до стен L1 максимально и равно половине расстояния между соседними рядами
L: L1 = 0,5L. Тогда при наибольшем допустимом расстоянии между рядами (2.4): Nрmin = B/Lmax = B/(1,5Hр) = 25/(1,5∙5) = 3,3. Округляя (только в большую сторону), получим Nр = 4.
Тогда общее число светильников N = Nсв∙Nр = 29∙4 = 116.
При округлении числа рядов до большего целого изменяются (уменьшаются) величины L и L1. Определим их, по-прежнему считая, что L1 = 0,5L: L = B/Nр = 25/4 = 6,25 (м); L1 = 0,5∙6,25 = 3,125 (м). Назначаем более удобную величину расстояния между соседними рядами: L = 6,5 м. Тогда, из условия (Nр – 1)L + 2L1 = В, расстояния от крайних рядов до стен L1 = (B – (Nр – 1)L)/2 = (25 – (4 – 1)∙6,5)/2 = 2,75 (м). Удостоверяемся, что отношение L1/L = 2,75/6,5 = 0,415 попадает в допустимый диапазон (0,3÷0,5).
Подставляя числовые значения всех параметров в формулу для Fрасч, получим: Fрасч = 100(200∙1250∙1,5∙1,1)/(116∙2∙58,49) = 3040 (лм).
При выборе лампы из таблицы П.8 учитываем, что для металлообрабатывающих цехов во избежание стробоскопического эффекта следует использовать лампы ЛБ. Ближайшая стандартная лампа ЛБ40 со световым потоком Fст 3120 лм вполне подходит, так как отклонении ее светового потока от расчетного (2.6) не выходит за допустимые пределы (от – 10 % до + 20 %): ΔF = 100(Fст – Fрасч)/Fрасч = 100(3120 – 3040)/3040 = 2,6 %. При этом, так как светильники с лампами мощностью 40 Вт имеют меньшую монтажную длину lм = 1,3 м, расположение светильников в ряду будет прерывистым. Монтажный зазор увеличится на 30 см. Решение использовать 40-ваттные лампы вместо 80-ваттных имеет свои преимущества. В частности, у 40-ваттных ламп выше световая отдача, что обеспечит экономию электроэнергии на освещение.
Однако при использовании ламп мощностью 40 Вт почти вдвое большим будет количество светильников и самих ламп. Это резко увеличит как разовые затраты на создание осветительной установки, так и затраты на ее эксплуатацию. Поэтому принимаем решение использовать лампы мощностью 80 Вт, сократив количество светильников в ряду (сделав их расположение опять-таки прерывистым). Для получения Fрасч, максимально приближенного к световому потоку стандартной лампы ЛБ80 (Fст = 5220 лм – табл. П.8) новое число Nсв определяем из пропорции: Nсв(нов) = (Nсв(стар)∙Fрасч)/Fст = (29∙3040)/5220 = 16,9. Принимаем Nсв = 17. Тогда