Ім'я файлу: АРХ.ФИЗИКА.docx
Розширення: docx
Розмір: 1874кб.
Дата: 15.12.2022
скачати
Пов'язані файли:
ДИПЛОМНА РОБОТА.doc
Розширення: docx
Розмір: 1874кб.
Дата: 15.12.2022
скачати
Пов'язані файли:
ДИПЛОМНА РОБОТА.doc
3-2. МЕТОД КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Пусть в помещении установлено N светильников, поток ламп в каждом из которых Ф, так что всего в помещение внесен поток Л^Ф. Далеко не весь этот поток падает на освещаемую поверхность .
Таким образом полезным потоком можно считать NФη. Распределяясь по площади S, этот поток создает на ней среднюю освещенность NФη:S . Если, как это чаще всего имеет место, расчет ведется на минимальную освещенность, которая всегда меньше средней, то, введя коэффициент минимальной освещенности z = Eор : Емин, получим
Так как нормированная освещенность должна быть обеспечена во все время эксплуатации, надо эту освещенность разделить на коэффициент запаса k, получив окончательно
Имея в виду использовать формулу (3-1) для определения светового потока или числа светильников, получаем
Входящий в формулы коэффициент z зависит от размеров и формы помещения, коэффициента отражения его поверхностей, характеристик светильника и в наибольшей степени от значения
λ= L : h (рис. 2-5)..
В больших помещениях принципиальное значение имеет и увеличение коэффициента г при уменьшении X по сравнению с оптимальными значениями. Рассмотрим предельный случай, когда размеры помещения неограниченно велики, стены и потолки не отражают свет и λ → 0. Таким образом предельное значение z= 4. В большинстве случаев этот факт не имеет большого практического значения и не учитывается, но иногда может служить основанием для уменьшения размеров полей вблизи стен больших помещений.
В области оптимальных значений X коэффициент z относительно невелик; точное его определение связано с такими трудностями, которые не оправдываются результатом, и обычно довольствуются учетом приближенных значений г, равным 1,15 при освещении светильниками, расположенными по вершинам полей, и 1.1— при освещении линиями люминесцентных светильников. При расчете средней освещенности коэффициент z, естественно, не учитывается; в установках отраженного света при хорошо отражающих стенах этот коэффициент приближается к единице.
Коэффициент использования η:
прямо пропорционален коэффициенту полезного действия светильников;
зависит от формы кривой силы света светильников, возрастая с увеличением степени концентрации светильниками светового потока и убывая с увеличением доли потока, направляемой светильником в верхнюю часть пространства;
возрастает с увеличением площади помещения, так как при этом увеличивается телесный угол, в пределах которого поток падает непосредственно на расчетную поверхность;
возрастает с уменьшением расчетной высоты (по той же причине);
убывает по мере удаления формы помещения от квадрата, так как при этом уменьшается среднее расстояние светильников от стен и увеличивается доля светового потока, падающего на стены;
возрастает, хотя и незначительно, с увеличением X, так как при этом увеличивается среднее расстояние светильников от стен;
возрастает с увеличением коэффициентов отражения потолков, стен и полов помещения. Зависимость η от площади помещения, высоты и формы возможно учесть одной комплексной характеристикой — индексом помещения
где А я В — стороны помещения; S — его площадь; h — расчетная высота. Зависимость индекса помещения or S и h очевидна; зависимость его от формы помещения становится особенно ясной, если, обозначив А : В = а, привести выражение (3-4) к виду
При а = 1 имеем i = 0,5 √ S : h, при а = 2 индекс i = 0,47 √ S : h. Это дает основание в некоторых упрощенных приемах расчета для не слишком удлиненных помещений определять индекс по формуле
Коэффициенты отражения существующих помещений оцениваются субъективно, проектируемых помещений — предположительно, но во всех случаях точные значения их неизвестны, и в таблицах принимается шкала усредненных значений 70—50—30—10% —для потолков и стен и 30—10—0% — для пола.
Эти коэффициенты обозначаются р п — для потолка, рс — для стен и р р — для пола или расчетной плоскости. В таблицах приводятся обычно только наиболее вероятные (вообще или для области применения данного светильника) их сочетания. Точность, с которой могут быть определены значения TJ, как правило, не оправдывает интерполирования ни между значениями коэффициентов отражения, ни между значениями индекса помещения. При i > 5 принимается значение 5. В дальнейшем предполагается расширение шкалы индексов в сторону значений, меньших 0,5.
В табл. 3-1 приведены значения коэффициентов использования светового потока. Порядок расчета по методу коэффициента использования поясняется npимерами.
1. Дано помещение размерами: А =24 м, В= 12 м, Н = 4,5 м, Нр = 0,8 м, коэффициенты отражения: р п — 50%, рс = 30%, рр = 10%. Требуется осветить это помещение светильниками «Астра» с лампами накаливания, создав освещенность Е = 50 лк при k = 1,3.
Светильник «Астра» имеет кривую светораспределения типа Д, для которого можно принять λс = 1,4. Приняв hc= 0,5 м, получим h = 3,2 м и L = 3,2-1,4 =4,5 м. Учитывая, что λэ несколько больше, чем λс , размещаем светильники, как показано на рис. 3-2, получив N = 15. Находим
и по табл. 3-1 определяем η= 0,59. Принимая z = 1,15, вычисляем потребный поток лампы
Ближайшая стандартная лампа 200 Вт имеет Ф = 2800 лм, что превышает расчетное значение на 15%.
Если бы в том же примере нам требовалось получить освещенность не 50 лк а 75 лк, то потребный поток лампы составил бы 3648 лм. Поскольку светильник «Астра» пригоден только для ламп до 200 Вт, пришлось бы, задавшись потоком лампы мощностью 200 Вт, обратным приемом найти потребное число ламп N= 19,5. практически же разместить в три ряда 21 светичьник.
2. В том же помещении требуется создать освещенность Е = 300 лк при k= 1,5. используя люминесцентные Лампы типа ЛБ в светильниках ЛДОР. Так как светильник имеет в поперечной плоскости кривую светораспределения типа Д, для которого λ = 1,4, размещаем светильники в три ряда. При ранее найденном значении индекса (табл. 3-1) находим η = 0,53. Определяем потребный поток ламп уже не в светильнике (число светильников пока неизвестно), а в каждом из рядов:
Если в светильники установить по две лампы 40 Вт, с потоком 3000 лм, то потребное число светильников в ряду будет 89 600 :6000 = 14,9 = 15. При длине одного светильника 1,24 м их общая длина составит 18,6 м. Следовательно, между светильниками ряда могут быть оставлены небольшие разрывы, величину которых нетрудно рассчитать.
При использовании ламп 80 Вт (Ф = 5220 лм) в ряду потребовалось бы разместить с округлением 9 светильников общей длиной 13,8 м. Разрывы между светильниками возросли бы, а общая мощность увеличилась бы с 3,6 до 4,3 кВт. Вариант с лампами 40 Вт представляется предпочтительным.
Если бы в условиях данного примера требовалось создать освещенность 500 лк, то при лампах 40 Вт потребовалось бы 25 светильников в ряду, которые не вмещаются в длину помещения 24 м; вместе с тем это число недостаточно для устройства сдвоенных рядов. При лампах 80 Вт в этом случае необходимо иметь в каждом ряду 14 светильников, которые хорошо размещаются. Можно было бы обойтись и лампами 40 Вт, но разместить светильники в четыре ряда по 19 шт. в каждом. В этом случае предпочтение следует отдать лампам 80 Вт.
3-3. УПРОЩЕННЫЕ ШОРМЫ МЕТОДА КОЭФФИЦИЕНТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДЕКСА ПОМЕЩЕНИЯ
Для ускоренного определения индекса помещения уже очень давно и широко применяется предложенная И. С. Дубинкиным табл. 3-2. В ней помещения разделены по значению а = А : В па три группы: а = 1 /1,5; а = 1,5/2,5; а = 2,5/3,5..
Так, для примера (§ 3-2) в табл. 3-2 для а = 1,5/2,5 находим h = 3,2 м, опускаясь вниз, находим линию между значениями площади 266 и 360 м2 и, двигаясь вправо, выходим на индекс 2,5. Большинство упрощенных способов определения числа и мощности светильников исходят из пренебрежения формой помещения и определения индекса по выражению (3-5).
Соответственно эти способы пригодны при а ≤ 2,5, но, как исключение, применяются и при больших значениях а с тем, чтобы в этом случае расчет производился для условно выделяемой части помещения площадью 2В² , а его результат экстраполируется на всю площадь.
РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ ПО УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
Из упрощенных приемов расчета в отечественной практике наибольшее применение получили предложенные автором таблицы удельной мощности w. Для каждого данного помещения при выбранной освещенности и типе светильника существует точное решение задачи освещения, если предположить осуществимым любое, включая дробное, число светильников и любую, в пределах пригодности светильника, мощность лампы. Употребительные интервалы высот: 1,5—2; 2—3; 3—4; 4—6; 6—8 м.
Для ламп типа ДРЛ можно пренебречь зависимостью световой отдачи от номинальной мощности лампы. В таком случае между освещенностью и удельной мощностью существует прямая пропорциональная зависимость и в целях сокращения объема таблиц уместно составлять их для освещенности 100 лк с пропорциональным пересчетом в других случаях. Из формулы (3-2) с учетом, что Ф = СР (где С — световая отдача ламп, лм/Вт; Р — мощность, Вт), легко получить
Выбираются опорные значения по шкале индексов помещения: 0,5—0,7—0,9—1,1 — 1,5—2,0—3,0—4,0. Каждому индексу, как следует из выражения (3-6), соответствует площадь
причем значение h принимается средним для интервала. Для каждого i по таблице находится л и по формуле (3-7) вычисляется удельная мощность w.
Строятся вспомогательные кривые w = f (S), по которым прочитываются и заносятся в таблицы значения w для середин принятых интервалов площади. Поскольку при больших освещенностях применяются более мощные лампы, между освещенностью и удельной мощностью нет прямой пропорциональной зависимости и значения w приходится рассчитывать для каждой освещенности отдельно.
Значение световод отдачи учитывается тем, что для каждого сочетания h, S и Е определяется ожидаемое число светильников и выбирается мощность лампы по специально построенной кривой Ф = / (Р), без округления до стандартных значений. Эта мощность принимается как наиболее вероятная для определения значения w.
Определение числа светильников N производится исходя из значения λ, рекомендованного для данного светильника, для чего используется следующий прием. При размещении светильников по вершинам, квадратов со стороной L = λh площадь поля составит λ2h2 и приближенно N = S :λ2h2 . C учетом того что расстояние крайних светильников до стен принимается равным примерно 1\3L, более точное выражение для N имеет вид:
или и технических специалистов , согласно выражению (3-6)
Окончательно методика расчета w для каждого интервала высот и значения освещенности принимает следующий вид. Выбираются опорные значения i и находятся значения S и η, как при использовании ламп ДРЛ, т. е. без учета зависимости w от мощности ламп.
Находится N по формуле (3-9), причем значения, меньшие двух, округляются до ближайшего большего целого. Потребный поток лампы находится по формуле (3-2), а ее мощность — по кривой Ф = f (Р). Удельная мощность вычисляется по формуле
Далее строятся графики w = f (S) и находится среднее значение w для каждого интервала площадей.
Решим с помощью этой таблицы пример § 3-2. При заданных высоте, площади и освещенности находим в табл. 3*3w = 9,5 Вт/м2 и определяем мощность лампы
РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ ПО УСЛОВНОЙ МОЩНОСТИ
Широко распространенный в практике способ расчета освещения по удельной мощности имеет, однако, определенные недостатки. Установление неизменных значений для определенных интервалов высоты h, и особенно, площади S понижает точность расчета.
Тот факт, что для каждого сочетания условий задания учтена лампа определенной мощности, а значит, и световой отдачи, делает значения w относительно точными лишь для случаев, когда значение λ соответствует принятому при составлении таблиц.
В связи с этим рассмотрим одно из возможных усовершенствований этого способа. Будем называть условной удельной мощностью w значения удельной мощности, рассчитанные для освещенности 100 лк и световой отдачи 10 лм/Вт.
Произведение этой величины на площадь назовем полной условной мощностью /7. Ее можно найти элементарным преобразованием выражения (3-7):
Задаемся несколькими характерными значениями h и опорной шкалой индексов, так же как и при использовании ламп ДРЛ. Для каждого индекса находим площадь по формуле (3-8), а значение η, берем из табл. 3-1, после чего по выражению (3-11) вычислим значения Я и перенесем их на график: П = f (S) (рис. 3-3).
Полная мощность, т. е. произведение мощности каждого светильника Р на число светильников N, должна равняться значению Повторно рассчитанному с учетом освещенности и световой отдачи
или, произведя сокращение и учитывая, что PC = Ф
Обозначив коэффициент
получим окончательно
Значения К, определяются лишь световым потоком лампы накаливания и нормой освещенности и фрагментарно представлены в табл. 3-4.
Теперь, найдя по графику рис. 3-3 значение Я и задавшись характеристиками определенной лампы, т. е. зная К, мы по формуле (3-12) находим К, если же задано N, то по этой же формуле находим К, а по табл. 3-4 подбираем лампу с необходимыми параметрами.
Так, если задано S = 1200 м2 , h = 6 м, Е = 75 лк и N = 20, то с помощью рис. 3-3 находим П = 23000 Вт, вычисляем К = 23 000 : 20 = 1150 и по табл. 3-4 выбираем ближайшую лампу 500 Вт. При этом способе, пригодном для любых источников света, устранены основные недостатки расчета освещения по удельной мощности.
Для упрощенного расчета люминесцентного освещения признаны наиболее целесообразными графики, впервые предложенные А. М. Гуровым и Ю. В. Прохоровым (рис. 3-4). Начальная часть расчетов для построения графиков выполняется так же, как при составлении таблиц удельной мощности для ламп ДРЛ, после чего число светильников непосредственно определяется по формуле (3-3).
Принимая Е = 100 лк, k = 1,5, z = = 1,1 и ведя расчет для наиболее употребительных ламп ЛБ-40, когда поток ламп в двухламповом светильнике равен 6000 лм, получаем
1 2 3