Лекція 8. Електричне освітлення і опромінення в сільському господарстві

6.3. Методи розрахунку освітлення

Для розрахунку штучного освітлення використовують, в основному, три методи:

-         коефіцієнта використання світлового потоку;

-         точковий;

-         питомої потужності.

Метод коефіцієнта використання світлового потоку 

Застосовується для розрахунку загального рівномірного освітлення горизонтальних поверхонь при світильниках будь-якого типу. Цей метод дозволяє врахувати як прямий світловий потік, так і відбитий від стін та стелі. Світловий потік лампи Ф_л визначають за наступною формулою:

,                                    (8.10)

де  Е − нормована освітленість, лк; S − площа освітлюваного приміщення, м²; k_з − коефіцієнт запасу, що враховує зниження освітленості в результаті забруднення та старіння ламп (k_з = 1,3-1,8); Z − коефіцієнт нерівномірності освітлення (Z = 1,1-1,15); N − кількість світильників; n − кількість ламп у світильнику; η − коефіцієнт використання світлового потоку.

Коефіцієнт використання світлового потоку − довідникове значення, залежить від типу світильника, параметрів приміщення (довжини, ширини і висоти), коефіцієнтів відбиття стель, стін і підлоги приміщення та індексу приміщення і. Індекс приміщення враховує висоту втановлення світильника над робочим місцем h_ср, довжину та ширину приміщення А і В.

.                                           (8.11)

Визначивши  світловий потік лампи Ф_л, за таблицею обирають найближчу стандартну лампу і визначають електричну потужність усієї освітлювальної установки.

Метод питомої потужності 

Застосовується для наближеного попереднього визначення встановленої потужності освітлювальної установки.

Метод питомої потужності вважається найбільш простим, однак і найменш точним, тому його застосовують лише при наближених розрахунках. Цей метод дозволяє визначити потужність кожного світильника (лампи) для створення в приміщенні нормованої освітленості.

,                                          (8.12)

де р − питома потужність, Вт/м² (вибирається з довідника); S − площа приміщення, м²; N − кількість світильників у приміщенні.

Для того, що б правильно вибрати величину питомої потужності необхідно знати тип світильників, нормовану освітленість, коефіцієнт запасу (при його значеннях, що відрізняються від зазначених в таблицях, допускається пропорційний перерахунок значень питомої потужності), коефіцієнти відображення поверхонь приміщення, значення розрахункової висоти і площу приміщення.

Точковий метод 

Метод розрахунку освітлення застосовується для розрахунку загального рівномірного і локалізованого освітлення, місцевого освітлення незалежно від розташування освітлюваної поверхні при світильниках прямого світла.

В основному точковий метод розрахунку освітлення застосовується при розрахунку локалізованого і зовнішнього освітлення у випадках, коли частина світильників закривається розташованим в приміщенні обладнанням, при висвітленні похилих або вертикальних поверхонь, а також для розрахунку освітлення виробничих приміщень з темними стінами та стелею (ливарні, ковальські цехи, більшість цехів металургійних заводів, сільськогосподарських приміщень тощо).

В основу точкового методу покладено рівняння, що звязує освітленість і силу світла:

,                                  (8.13)

де I_α − сила світла в напрямку від джерела на задану точку робочої поверхні (визначають за кривими сили світла або за таблицями обраного типу світильника); α − кут між нормаллю до робочої поверхні і напрямом сили світла до розрахункової точки; μ − коефіцієнт, що враховує дію віддалених від розрахункової точки світильників і відбитого світлового потоку від стін, стелі, підлоги, обладнання, падаючого на робочу поверхню в розрахунковій точці (приймають у межах μ = 1,05 ... 1,2), k_з − коефіцієнт запасу, h_сp − висота підвісу світильника над робочою поверхнею.

Перед початком розрахунку освітлення точковим методом необхідно викреслити в масштабі схему розміщення світильників для визначення геометричних співвідношень і кутів (рис. 8.19).

Рис. 8.19. Схема до розрахунку освітлення точковим методом

Розрахунок точковим методом більш складний, ніж розрахунок за питомою потужністю і методом коефіцієнта використання. Розрахунок ведеться за спеціальними формулами, номограммам, графіками і допоміжним таблицями.

Крім вищевказаних методів розрахунку освітлення, є комбінований метод, який застосовується в тих випадках, коли непридатний метод коефіцієнта використання, а світильники не відносяться до класу прямого світла.

Для деяких видів приміщень (коридорів, сходів і т. д.) існують прямі нормативи, що задають потужність ламп для кожного такого приміщення.