Современные методы расчета позволяют определить:
- Световую или электрическую мощность освещения.
- Количество светильников, способных гарантировать выполнение санитарно-гигиенических норм требования освещенности.
- Число и тип ламп (источников света) в каждом светильнике.
Помимо мощности источников света, полезной площади, высоты подвеса светильников, при уточненном расчете учитываются следующие факторы:
- Яркость свечения конкретного источника света.
- Спектральный состав светового потока.
- Аккомодацию – способности человеческого глаза адекватно воспринимать визуальную информацию при изменении освещенности объекта.
Кроме того, в реальном помещении, на освещение влияет множество других факторов, которое достаточно тяжело нормализировать, и они учитываются применением поправочных коэффициентов.
Поэтому реальный расчет включает учет:
- Высоту подвеса светильника.
- Площадь, которую необходимо осветить.
- Яркость света, необходимую для адекватного восприятия окружающих объектов.
Упрощенная методика расчета
Упрощенная методика дает возможность произвести определение освещённости горизонтально-расположенных поверхностей, вне зависимости от категории и вида используемых светильников.
Она учитывает основные светотехнические параметры помещения, включая светоотражение стеновых и потолочных панелей, облицованных различными материалами имеющие разный цвет.
Как известно, уровень освещения во многом зависит от светоотражающих свойств внутренних панелей и интерьера. В качестве светоотражающей поверхностей, в расчете принимаются стены, пол и потолок.
Наличие в комнате предметов интерьера, меняющих освещённость конкретного места, учитывается поправочными коэффициентами. При этом, следует учитывать, что отраженный световой поток, в зависимости от вида отделки, по своей световой мощности может быть сопоставив с прямым светом.
Поэтому, недоучет этого фактора как правило приводит к увеличению номинально необходимого числа светильников и нарушению общей световой обстановки помещения. Расчет может проводиться как для систем общего освещения, так и для локального и комбинированного.
Предварительный выбор источников освещения определяется техническим заданием на проектирование или реконструкцию объекта и зависит от вида работ, для выполнения которых это помещение предназначено.
Выбор источника света определяется техническим заданием на проектирование или реконструкцию помещения и зависит от вида работ, для выполнения которых это помещение предназначено.
В качестве источников света принимаются:
- Лампы накаливания, имеющие светоотдачу 7,0…25,0 люменов на ватт, имеющие наименьшую экономичность, но излучающие в видимом диапазоне максимально широкий спектр.
- Люминесцентные лампы со светоотдачей, достигающей 75,0 люменов на ватт имеющие срок службы до 10,0 тысяч часов.
- Для освещения помещений, высота потолков которых превышает 7,0 метров используются доковые ртутные л («ДРЛ») и металлогалогенные («МГЛ») лампы.
- Светодиодные лампы, которые обладают наивысшей экономичностью, но относительно высокой стоимостью.
Помимо источника света (лампы), на качество освещения в значительной мере влияет тип светильника – арматуры в которую устанавливается источник света. Светильники (осветительная арматура) характеризуются типом распределения и показателями кривой светораспределения.
По типу распределения света, освещение можно разделить на:
- Прямое и преимущественно прямое.
- Рассеянное.
- Отраженное и преимущественно отраженное.
Кривая светораспределения характеризует концентрацию светового потока, которая может быть следующих типов:
- Концентрированный свет.
- Равномерный.
- Глубокий.
- Синусный и косинусный.
- Широкий и полуширокий.
Коэффициент светового потока (Ф) рассчитывается по выражению:
,в котором:
- Е – санитарно необходимая норма освещенности горизонтально-расположенной плоскости в помещениях различного типа – рабочий кабинет, спальная комната, детская, кухня (люксы).
- kr – поправочный коэффициент, учитывающий изменение освещенности при переформатировании интерьера, перегорании источников сета и других факторов;
- S – площадь помещения (квадратные метры).
- z – коэффициент неравномерности освещения.
- n – число источников света в светильнике.
- η – коэффициент использования светового потока в долях
Однако, сам по себе коэффициент светового потока ничего не дает, поэтому, при практическом расчете освещенности, используют преобразованную формулу, которая позволяет определить необходимое число светильников в конкретном помещении:
, где:
ФЛ – табличное значение светового потока, излучаемое единичным источником света, которое можно принимать по табл. 1.
Как видно из таблицы, световой поток единичного излучателя зависит от типа источника светового излучения и его электрической мощности:
Метод расчета по удельной мощности
Достоинством данного метода, основанного на использовании справочных или табличных материалов, является простота расчета. Однако, он достаточно приближен, поэтому в случае, когда расчет делается для оптимизации потребления энергозатрат, он обычно не применяется.
Расчетная формула определения удельной световой мощности (Р) имеет вид:
, где:
РУД – значение удельной световой мощности (ватт/квадратный метр).
Удельная мощность принимается по таблицам светотехнических справочников и зависит от типа светильника, высоты его расположения над освещаемой поверхностью и выбранной нормы освещения в конкретном помещении.
Для жилых помещений, удельная мощность составляет 3,5-12,0 ватт/м2, для производственных – 3-10. Электротехническую справочную литературу, с необходимыми таблицами показателей, можно найти в интернете, на электротехнических интернет-ресурсах.
Точечный метод расчета
При расчете освещения точечным методом, получают наиболее точные данные. Расчетная методика основана на определении уровня освещенности в каждой точке, вне зависимости от расположения источника искусственного света.
Точеный метод расчета достаточно трудоемок, однако, его достоинством следует считать получение наиболее точных значений освещенности, с учетом всех имеющихся в помещении факторов, в той или иной мере влияющих на величину и качество освещения.
Кроме того, данный метод незаменим при расчёте уровней комбинированного и смешанного освещения, когда в расчетную точку свет падает от нескольких источников.
Конечно, провести расчеты, не имея под рукой светотехнических номограмм, таблиц и справочной литературы – не удастся, однако, расчетная формула, основанная на основном законе светотехники достаточно проста, и имеет вид:
, в которой:
- I – сила света в направлении к перпендикулярно-расположенной плоскости (кандела).
- r – расстояние между источником освещения и точной определения освещенности (метры).
- α – угол падения луча света на плоскость.
Перед началом проведения расчетов точеным методом, вычерчивают планировку и два взаимоперпендикулярных разреза помещения, где указывают точное месторасположение светильников.
Приведенные три метода расчета наиболее широко распространены в практике инженеров светотехников и используются при разработке освещения, а также при проведении различных согласованиях в органах охраны труда. Конкретную расчетную методику определяют исходя из поставленной задачи и функциональности помещения.