Расчет освещения. Устройство и расчет искусственного освещения

• Название: Устройство и расчет искусственного освещения
• Дата: 23.05.2023
• Размер: 1.13 Mb.
• Имя файла: Расчет освещения.doc
• Тип: Учебное пособие; #1154834
• страница: 6 из 10

Рис. 2.5. Размещение светильников СД2ДРЛ с лампами ДРЛ-400 на плане цеха с габаритами 6040 м (при рабочей высоте подвеса 5 м)

Мощность осветительной установки P = P_лnN = 400∙1∙54 = 21600 (Вт). Экономия электроэнергии за счет уменьшения H_р составит ΔP = 100(24000 – 21600)/24000 = 10,0 %. При меньшей высоте подвеса осветительную установку удобнее и безопаснее обслуживать. Однако в два с лишним раза большее число светильников увеличивает ее стоимость.

Решение 3. Попробуем использовать лампы ДРИ с большей (чем у ДРЛ) световой отдачей. Пусть в цехе используется эффективная система приточно-вытяжной вентиляции. Тогда можно использовать светильники для влажных (а не сырых) помещений ГСП-05 (n = 1) с α = 15 º, закрепив их максимально высоко (как и в решении 1, H_р = 8 м). Не изменятся параметры E_н = 200 лк, S = 2400 м², k_з = 1,5, z = 1,15, n = 1 и i = 3,0, а также коэффициенты отражения ρ_п, ρ_с, и ρ_р, равные соответственно 50, 30 и 10 %.

В первом приближении не изменятся (по сравнению с решением 1) количество (N = 24) и расположение (L_А = L_В = 10,0 м; L_1А = L_1В = 5,0 м – см. рис. 2.4) светильников.

По табл. П.7 определяем коэффициент использования для светильника ГСП-05: при i = 3,0 η = 73 %.

Рассчитываем требуемый световой поток одной лампы: F_расч = 100(200∙2400∙1,5∙1,15)/(24∙1∙73) = 47260 (лм). По табл. П.9 выбираем лампу ДРИ-700 (F_ст = 59500 лм). Отклонение светового потока выбранной лампы от расчетного ΔF = 100(F_ст – F_расч)/F_расч = 100(59500 – 47260)/47260 = 25,9 % не входит в допустимый диапазон (от – 10 до + 20 %). Однако результат полезно проанализировать. Во-первых, для попадания в допустимый диапазон ΔF нельзя уменьшить число светильников – расстояния между ним станут больше максимальной величины 1,4H_р, освещение будет неравномерным. Во-вторых, положительная величина ΔF указывает на избыточность освещенности в цехе и перерасход электроэнергии (для исключения чего и введен верхний предел ΔF_max = + 20 %). Проверим мощность, потребляемую на освещение по последнему варианту: P = P_лnN = 700∙1∙24 = 16800 (Вт). Из-за большей световой отдачи ламп ДРИ эта мощность существенно меньше, чем по решениям 2 и 3 (с использованием ламп ДРЛ). Преимуществом является и меньший коэффициент пульсации освещенности, свойственный лампам ДРИ. Недостатками последнего решения являются гораздо меньший срок службы ламп ДРИ и их большая яркость, вызывающая ослепленность (последнее нивелируется увеличением высоты подвеса). В любом случае решение с лампами ДРИ заслуживает внимания.
Пример 3. Рассчитать общее равномерное искусственное освещение для обработки крупногабаритных чугунных заготовок, расположенного в здании с габаритами 1106012 м.

Решение 1. Используем для освещения цеха металлогалогенные лампы типа ДРИ. Учитывая большую высоту цеха и выделение при обработке чугуна большого количества пыли, используем светильники ГСП-18 на одну лампу (n = 1) с защитным углом 15 º (табл. П.1), расположив их по углам прямоугольника. Для расчета используем метод светового потока.

Определим параметры, входящие в формулу (2.1).

Норма освещенности, создаваемой светильниками общего освещения при комбинированной системе для механических цехов, E_н = 200 лк (табл. П.3). Площадь цеха S = АВ = 110∙60 = 6600 (м²). Коэффициент запаса k_з = 1,5 (табл. П.3). z = 1,15 – коэффициент для точечных источников.

Установим светильники на максимальной высоте (достаточно большая высота цеха и габариты заготовок предполагают использование в пролетах мостовых кранов). Тогда рабочая высота подвеса светильников H_р = H – 1 = 12 – 1 = 11 (м), а индекс формы помещения i = S/(H_р(A + B)) = 6600/(11(110 + 60)) = 3,52 ≈ 3,5.

В связи с выделением большого количества пыли считаем, что коэффициенты отражения потолка ρ_п, стен ρ_с и рабочей поверхности (пола) ρ_р равны соответственно 30, 10 и 10 % (табл. П.5). По табл. П.7 для светильника ГСП-18 при i = 3,5 коэффициент использования η = 60,5 %.

Для определения минимального количества светильников вдоль длинной стороны помещения (в ряду) N_А примем, что расстояние от крайних светильников до стен L_1А максимально и равно половине максимального же расстояния между соседними светильниками L_А: L_1А = 0,5L_А. Тогда при L_А = L_max по формуле (2.5): N_Аmin = A/L_max = A/(1,4H_р) = 110/(1,4∙11) = 7,14. Округляя в большую сторону, получаем N_А = 8.

Определяем минимальное число светильников вдоль короткой стороны здания N_В: N_Вmin = В/L_max = В/(1,4H_р) = 60/(1,4∙11) = 3,89. Берем N_В = 4.

Тогда общее минимальное число светильников N = N_А∙N_В = 8∙4 = 32.

Новые величины L_А, L_В, L_1А и L_1В (при L₁ = 0,5L): L_А = A/N_А = 110/8 = 13,75 (м); L_1А = 0,5∙13,75 = 6,875 (м); L_В = В/N_В = 60/4 = 15 (м); L_1В = 0,5∙15 = 7,5 (м). Назначаем более удобные расстояния между светильниками. Вдоль длинной стороны помещения: L_А = 14,0 м; тогда L_1А = (A – (N_А – 1)L_А)/2 = (110 – (8 – 1)∙14,0)/2 = 6,0 (м). Отношение L_1А/L_А = 6,0/14,0 = 0,429 попадает в допустимый диапазон (0,3÷0,5). Вдоль короткой стороны помещения: L_В = 16,0 м; тогда L_1В = (В – (N_В – 1)L_В)/2 = (60 – (4 – 1)∙16,0)/2 = 6,0 (м). Отношение L_1В/L_В = 6,0/16,0 = 0,375 также допустимое.

Подставляя числовые значения всех параметров в (2.1), получим: F_расч = 100(200∙6600∙1,5∙1,15)/(32∙1∙60,5) = 117613 (лм). По табл. П.9 выбираем лампу ДРИ-1000 (F_ст = 90000 лм). Отклонение светового потока от расчетного: ΔF = 100(F_ст – F_расч)/F_расч = 100(90000 – 117613)/117613 = – 23,5 %. Оно не входит в допустимый диапазон (от – 10 до + 20 %). Необходимо увеличить количество светильников. Для получения оптимального результата перерасчет произведем не на нулевое отклонение, а на ΔF = 5 % (середину допустимого диапазона ΔF), т. е. на F_расч = 117613∙1,05 = 123494 (лм): N = (123494/90000)∙32 = 43,9. Можно взять 4 ряда по 11 светильников (N = N_А∙N_В =11∙4 = 44) или 5 рядов по 9 светильников (N = N_А∙N_В =9∙5 = 45). Для обеспечения более равномерного освещения принимаем второй вариант. При этом величины L_А, L_В, L_1А и L_1В (L₁ = 0,5L): L_А = A/N_А = 110/9 = 12,22 (м); L_1А = 0,5∙12,22 = 6,11 (м); L_В = В/N_В = 60/5 = 12 (м); L_1В = 0,5∙12 = 6,0 (м). Назначаем более удобное расстояние между светильниками вдоль длинной стороны помещения: L_А = 12,5 м; тогда L_1А = (A – (N_А – 1)L_А)/2 = (110 – (9 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (м). Отношение L_1А/L_А =5,0/12,5 = 0,4 строго в середине допустимого диапазона (0,3÷0,5). Для попадания L_1В в середину рекомендуемого диапазона (0,3÷0,5)L_В меняем и расстояния вдоль короткой стороны помещения: L_В = 12,5 м; тогда L_1В = (В – (N_В – 1)L_В)/2 = (60 – (5 – 1)∙12,5)/2 = 5,0 (м). Тогда L_1В/L_В = 5,0/12,5 = 0,4.

При этом расчетный световой поток одной лампы F_расч = 100(200∙6600∙1,5∙1,15)/(45∙1∙60,5) = 83636 (лм). Отклонение светового потока выбранной лампы ДРИ-1000 от расчетного: ΔF = 100(F_ст – F_расч)/F_расч = 100(90000 – 83636)/83636 = 7,6 % (можно проверить расчетом, что при четырех рядах по 11 светильников величина ΔF была бы ближе к 5 %).

На рис. 2.6 представлена схема расположения светильников.