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
3-4. ТОЧЕЧНЫЙ МЕТОД
Основным инструментарием точечного метода являются графики или таблицы, позволяющие непосредственно или после несложных вычислений определить освещенность любой точки поверхности, создаваемую светильником с известными параметрами; светораспределением, световым потоком ламп и геометрическими характеристиками, определяющими расположение светильника.
Все они составляются для светильников с условным потоком лампы (или нескольких ламп суммарно) 1000 лм и предназначаются для определения освещенности горизонтальной поверхности.
КРИВЫЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ (Р. А. САПОЖНИКОВ)
Освещенность точки А горизонтальной поверхности (рис. 3-5) выражается формулой
в которой будем считать силу света La« заданной для условной лампы со световым потоком 1000 лм. Числитель этой формулы назовем относительной освещенностью и будем обозначать е.
Эта величина численно соответствует освещенности точки а, расположенной на том же луче, что и точка Л, но на плоскости, по отношению к которой высота установки светильника равна 1 м. Введя это обозначение, перепишем формулу (3-13), одновременно заменив для освещенности обозначение Е на е, чтобы подчеркнуть, что освещенность рассчитывается не вообще, а для лампы 1000 лм.
Таким образом,
Хотя относительная освещенность есть функция угла а, но ее удобнее изображать кривыми в функции отношения d : h = tg a, что соответствует абсциссе точки а на рис. 3-5. Чтобы, не увеличивая размеров графика и не уменьшая масштаба шкалы, иметь возможность пользоваться им при d > h, прибегают к условному приему, а иногда, когда с увеличением d оно становится больше, чем h, заменяют аргумент на h : d, т. е. поворачивают кривую обратно к началу координат.
Если же требуется найти освещенность не для лампы со световым потоком 1000 лм, а для лампы с потоком Ф, то дополнительно вводится множитель Ф : 1000 и основная формула приобретает вид:
Определим в качестве примера освещенность горизонтальной поверхности в точке, лежащей посередине между двумя светильниками УПДДРЛ с лампами ДРЛ 400 Вт, подвешенными на высоте 6 м, на расстоянии 14 м друг от друга В данном случае d = 7 м, h : d = 0,86 и по нижней ветви графика определяем е = 41 лк. Так как для лампы ДРЛ 400 Вт поток Ф = 19 000 лм, то, подставляя численные значения в формулу (3-15), получаем
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ИЗОЛЮКСЫ УСЛОВНОЙ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОСВЕЩЕННОСТИ
Кривые относительной освещенности позволяют вести расчет с высокой степенью точности, но требуют определения аргумента d : h или h : d и операции деления на h2 . Пользование пространственными изолюксами устраняет эти операции.
Введенную ранее величину е — освещенность, создаваемую на конкретной поверхности от светильника с лампой 1000 лм, будем называть условной освещенностью. Легко убедиться, что на любом направлении а этой плоскости существует точка с любым заданным значением е, если только сила света светильника (а значит, и относительная освещенность е) имеет для данного направления конечное значение. Одной из координат этой точки является направление а, второй — высота, определяемая согласно формуле (3-14) выражением
Для построения графика на заготовленной сетке d — h наносятся лучи направлений 0—5—15 и т. д. градусов (при разных масштабах для d и h, что иногда удобно, лучи проводятся по значениям tg а). Полученные точки соединяются плавными кривыми.
На рис. 3-7 приводится график для того же светильника, для которого были приведены кривые освещенности е. При тех же значениях d и h, что и в приведенном примере, находим по графику е = 1,15 лк, после чего с учетом двух светильников умножением на отношение Ф : 1000 находим Е = 43 лк. Кривые относительной освещенности е сохраняют, однако, значение для расчетов повышенной точности и теоретических анализов.
Выбранные при построении графиков пределы шкал d и h отнюдь не ограничивают возможной области применения светильников, и пользование графиками возможно при значении этих размеров, выходящем за пределы шкалы.
Пусть, например, нам требуется с помощью рис 3-7 найти значение е при h = 18 м и d = 14 м. Уменьшив h и d в два раза, находим на графчке для точки h = 9 м и d = 7 м значение е = 1,3 лк. Эта точка лежит на том же луче, что и заданная, а в этом случае освещенности обратно пропорциональны квадратам высот. Следовательно, для данной точки е = 1,3 : 2²= 0,32 лк.
РАСЧЕТ ОСВЕЩЕННОСТИ ОТ СВЕТЯЩЕЙ ЛИНИИ
Широкое внедрение люминесцентного освещения, при котором светильники преимущественно располагаются сплошными или прерывистыми рядами, придало особое значение задаче расчета освещения от светящих линий, под которыми будем понимать излучатели длиной более 0,5 высоты их установки (при меньшей длине погрешность от принятия излучателей за точечные источники невелика).
Задача первоначально решается для точки, расположенной против конца линии, но результат легко распространяется на другие случаи. Так (рис. 3-19), если точка лежит на протяжении линии, линия делится на две части, освещенность от которых суммируется, если же точка лежит вне пределов линии, эта линия дополняется воображаемым отрезком, освещенность от которого в дальнейшем вычитается.
Примем, что светораспределение линии в продольной плоскости подчиняется закону косинуса (т = 1), а в поперечной плоскости задано кривой Iy = f (у) и что сила света с единицы длины линии составляет l'.
Тогда элемент линии dL в направлении к точке А имеет силу света dl = lу cos bdL, и, учитывая, что dL = rdb: cos b, получим dl = ly rdb. Так как cos a = h : r и r² = (h2 + р²) : cos² б, находим, что освещенность, создаваемая элементом dL, будет
Интегрируя это выражение в пределах от 0 до L, получим
Для линий неограниченной длины bL — 90° и выражение в скобках имеет предел π : 2. Приближение к этому пределу происходит весьма быстро, и при небольших значениях р уже линии, для которых L > 3h, практически могут рассматриваться как бесконечно длинные. Для практических расчетов выражение (3-20) преобразуем следующим образом. Световой поток ламп в линии, отнесенный к единице ее длины, назовем удельным потоком Ф'. Так как значение 1у для светильников, из которых образуется линия, дается для условного потока 1000 лм, фактическая сила света светильника есть LyФ : 1000, а сила света с единицы длины
Заменив далее б, sin 2b и cos у их выражениями через линейные размеры L, h, p, получим
При данных характеристиках элементов линии освещенность есть функция трех параметров: L, h, p, а такую функцию трудно представить графически. Поэтому введем приведенные размеры L̓ = L : h и p' — p : h (рис. 3-20), что сведет число независимых йеременных к двум, и подставим L', р' в формулу (3-21). Тогда:
Выражение Lyf (p', L') представляет собой освещенность, создаваемую линией при h = 1 м и Ф' = 1000 лм/м, и с полным основанием может считаться относительной освещенностью ᵋ. Таким образом, получаем
Так как контрольная точка может освещаться несколькими линиями, совместно создающими в ней относительную освещенность Ʃ е, а также с учетом коэффициента запаса и коэффициента дополнительной освещенности получаем следующие, уже рабочие, формулы:
Определение m может быть произведено решением формулы (1-16), а именно:
где L0 — осевая сила света; Фс? — поток нижней полусферы. Однако для некруглосимметричных светильников с двумя плоскостями симметрии под Фо следует понимать условный поток, определяемый по продольной кривой силы света так, как если бы светильник был круглосимметричным.
Подобно тому как при точечных излучателях неравномерность освещения в пределах всего помещения повышается при малых значениях L : h (см. рис. 3-1),неравномерность освещения при светящих линиях повышается с увеличением длины последних. В предельном случае, при очень длинных линиях, освещенность под концам линии вдвое меньше, чем под ее серединой, так как при L > 3 освещенность почти не возрастает, и, если точка под концом ряда освещается одной условно-бесконечной линией, то точка под серединой линии освещается двумя такими же линиями. Когда L > 2 и когда освещается поверхность определенных размеров, это приходится учитывать, продлевая линию за пределы поверхности на длину, равную 0,5h, или удваивать значение Ф' на таком же протяжении у концов линии (рис. 3-22).
В помещениях с равномерным освещением обычно ряды светильников доводятся почти до стен, и в предположении, что у самых торцевых стен работы не производятся, контрольная точка условно выбирается на расстоянии h от конца линии. Тогда под центром линии будет обеспечена несколько большая освещенность, чем заданная, а под концом — несколько меньшая.
Рассчитаем осветительную установку, представленную на рис. 3-23, а.
Рабочие места расположены вдоль стола, и на них должна быть обеспечена освещенность 500 лк при k — 1,5. Над столом на высоте 2 м установлен ряд светильников ЛДР с лампами ЛБ.
Точка А освещается двумя полурядами, для каждого из которых р' = 0,5 и L= 3,5. По графику рис. 3-21 определяем ᵋ = 135 лк, ᵋ = 270 лк. В данном случае, естественно, µ = 1 и, подставляя эти значения в формулу (3-24), находим
Полный световой поток ламп ряда должен быть 5550*14=78 000 лм, что мри двухламповых светильниках с лампами ЛБ-40 (Ф = 6000 лм) соответствует 78 000 : 6000 = 13 светильникам. Их общая длина 13*1,24= 16,2 м. В данном случае плохо не то, что длина превышает заданную, а то, что фактическое значение Ф' получается несколько меньше расчетного. Если применить лампы ЛБ-80 (поток двух ламп 10 440 лм), то число светильников составит 78 000 : 10 440 = 7,5, с округлением 8 шт. при суммарной длине 8*1,54= 12,3 м. При таком решении, если светильники разместить сплошным рядом? освещенность у концов ряда будет недостаточна, поэтому, соблюдая условия задания, размещаем их на длине 14 м, устраивая между светильниками разрывы (14—12,3) : 7 = 0,25 м<0,5h. Расчетом можно убедиться, что в точке Б освещенность Ʃ = 215 лк, но трудно предположить, что работа будет производиться в самом углу стола, а уже на небольшом расстоянии от угла значение Ʃ приближается к значению для точки А. Расчет осветительной установки представленной на рис. 3-23, б производится при условии, что расчетная высота 3 м, освещенность 200 лк, k = 1,5, светильники ЛДР с лампами ЛБ. В средней части потолок занят оборудованием, и приходится сделать в рядах светильников вынужденные разрывы. Определяя освещенность £ е для точки А, каждую линию дополняем отрезком 1,5 м до перпендикуляра, проведенного из точки А. Для каждого дополненного полуряда р' = 0,67 и L' — 2,67, что дает значение е = 110 лк. Но надо вычесть освещенность от добавленных несуществующих отрезков при р' = 0,67 и L' = 0,5, каждый из которых дает освещенность в = 60 лк, в результате чего Ʃ е = 4 (ПО — 60) = 200 лк. Подставляя эти значения в формулу (3-24), получаем Ф' = 4500 лм/м. Задача решается установкой в каждом отрезке линии пяти светильников с лампами 2X40 Вт, занимающих длину 6,2 м. Это достаточно близко к заданию, и вряд ли стоит устраивать небольшие разрывы между светильниками. Отмечается, что для точки Б освещенность Ʃ е = 220 лк, причем два удаленных от нее отрезка линий практически не участвуют в создании освещенности.
1 2 3