Расчет освещения методом коэффициента использования светового потока

Особенности способа

КИСП хорош для использования в тех ситуациях, когда следует произвести расчет для равномерного и горизонтального освещения общего плана при применении осветительных приборов различного вида. Этим методом можно высчитать уровень светового обеспечения лампы, требуемый для организации средней освещённости в заданной ситуации, когда имеется равномерное освещение.
Обратите внимание! Данный расчет учитывает свет, который был отражен поверхностью потолка и стен при равномерном общем типе освещения.

Суть способа расчета коэффициента использования для светового потока состоит в том, что для каждого определенного помещения необходимо вычислить свой КИСП. Он рассчитывается по следующим критериям:

  • главные параметры комнаты;
  • отделочный материал, который применялся для окончательной обработки стен и потолков. Исходя из вида поверхности потолка и стен, будут определяться их светоотражающие свойства.

Любое сооружение имеет ограниченный освещаемый объем. Он ограничивается поверхностями (стены, потолок и т.д.), которые способны отражать часть светового излучения, что падает на них от осветительного прибора.
Проводя данный расчет, следует знать, что в качестве отражающих поверхностей будут выступать:

  • потолок;
  • пол;
  • четыре стены;
  • электрооборудование, которое размещено в комнате.

Таким образом, когда пространство ограничивается поверхностями, обладающими высокими показателями коэффициента отражения, отраженная их составляющая также будет достаточно большой. Поэтому учет этот составляющей обязательно необходим, чтобы расчет, в конечном итоге, получился правильным.

Обратите внимание! Неправильная оценка показателя отражения различного рода поверхностей приведет к большим погрешностям при использовании метода КИСП.

К особенностям, а также основным недостаткам, данного метода стоит отнести следующие моменты:

  • расчет этот достаточно трудоемкий и человек, который не сильно «дружит» с математикой, может с ним и не справиться;
  • методом можно рассчитать лишь параметры светового потока внутри помещения, т.е. для системы внутреннего освещения.

Теперь более детально рассмотрим алгоритм проведения расчетов с помощью применения коэффициента светового потока.

Задача №1 — расчёт мощности светильника

Я столкнулся c первой задачей. То есть я решил, каким образом будут располагаться светильники и для осуществления моей задумки, я расположил девять светильников в виде буквы «П»:

Схема расположения точечных светильников

Соответственно мне необходимо было определить, каким световым потоком должен обладать светильник, чтобы обеспечить требуемую освещённость на кухне, а по световому потоку выбрать марку и модель светильника.

Для расчёта требуемого количества светильников нам необходимо знать нормативную освещённость, которая устанавливается СНиП 23-05-95* — «Искусственное и естественное освещение». Согласно данного СНиПа для кухни Ен=150 лк

Площадь моей кухни равна 5 кв.м, S=5

Количество светильников: N=9

Теперь осталось разобраться с коэффициентами:

К – коэффициент запаса, также как и нормативная освещённость принимается по СНиП 23-05-95 (для жилых помещений 1,4 – 1,5), я принял К=1,4

Z – коэффициент неравномерности, принимается в зависимости от типа ламп и находится в пределах 1,0-1,2, для светодиодных светильников допускается принять Z=1,0

η – коэффициент использования светового потока, зависит от индекса помещения, отражающих поверхностей и типа ламп. Вообще данный коэффициент принимается по специальным таблицам, их можно найти на сайтах производителей ламп. На данный момент, я смог найти таблицы только для люминесцентных и ртутных ламп, всё-таки светодиодные лампы только набирают обороты, и информации для расчётов практически нет, но при всём этом, одну из таких таблиц активно используют сайты, продающие светодиодное оборудование: вот один из них — http://diode-system.com/kak-rasschitat-kolichestvo-svetilnikov.html А если используют профессионалы, то почему бы не воспользоваться и нам?

Таблица коэффициентов использования светового потока:

Таблица коэффициентов использования светового потока

Теперь нужно понять, как ей пользоваться. Мы видим, что коэффициент использования светового потока зависит от индекса помещения и от коэффициентов отражения поверхностей потолка, стен и пола. Для коэффициентов отражения приведены наиболее распространённые варианты. Например: схема 0,7-0,5-0,3 (четвёртый столбик таблицы) соответствует помещению с белым потолком, светлыми обоями, и напольным покрытием, которое темнее обоев (это наиболее распространённый вариант)

Примерные коэффициенты отражения приведены в таблице ниже:

Таблица коэффициентов отражения

Согласно таблицы, для моей кухни подойдёт схема 0,7-0,5-0,3

Теперь рассчитаем индекс помещения — i. Этот параметр напрямую зависит от габаритов помещения и высоты рабочей поверхности. Если рабочей поверхностью считают стол, то обычно hраб=0,8 м. Для кухни рабочей поверхностью является: стол, плита, столешница, мойка, а они, как правило, имеют высоту 0,8-1,0 м, поэтому я принимаю hраб=0,8 м

Теперь рассчитаем расчётную высоту. Расчётная высота – это расстояние от светильника до рабочей поверхности, в моём случае светильники точечные встраиваемые, то есть расчётная высота будет измеряться от плоскости потолка до рабочей поверхности:

Формула вычисления расчётной высоты

Сам индекс помещения рассчитывается по формуле:

Формула расчёта индекса помещения

a и b – соответственно ширина и длина помещения.

Расчёт индекса помещения

Округляем индекс помещения в большую сторону из ряда: 0,6; 0,8; 1,00; 1,25 и т.д. (смотрите второй столбец таблицы). Соответственно я принимаю 0,8

Теперь у нас есть все данные, чтобы определить коэффициент использования светового потока, пользуемся таблицей и получаем, что η = 0,39

И так, подставляем все данные в формулу для определения светового потока одного светильника:

Расчёт светового потока одного светильника

То есть световой поток одного светильника будет равен 299 люмен. Это ориентировочно светодиодные светильники мощностью 3,5-4 Вт (см. таблицу ниже)

Таблица приблизительных значений светового потока светодиодных светильников в зависимости от мощности

То есть для моей кухни подойдёт 9 светодиодных ламп мощностью 3,5 — 4 Вт (≈ 299 лм). Заходим в интернет и находим светильники соответствующей мощности, на всякий случай смотрим такой параметр, как световой поток (чтобы он был не менее нашего расчётного).

Вот, что удалось найти сразу:

Светодиодная лампа - 300 люмен

Самое главное не ошибитесь с типом лампы, её цоколем и патроном. В своих точечных светильниках я использовал лампы с типоразмером MR16 и цоколем GU-5.3

Какие лампы выбрать для освещения

При выборе светодиодных лампочек следует обратить внимание на наиболее критические параметры, которые принципиальны для качества освещения.

  • Цветовая температура;
  • Тип рассеивателя;
  • Световой поток.

Цветовая температура

Цветовая температура светодиодов традиционно имеет три категории

Цветовая температура светодиодных ламп

  • WW— тёплый белый (цветовая температура 2500-3000 К);
  • W-белый (цветовая температура 3000-4200 К);
  • CW-холодный белый (цветовая температура выше 4500 К).

Визуально более высокая цветовая температура светят ярче. Так при одинаковой мощности визуальная яркость CW на четверть выше WW.

Выбор подходящего света

Тип рассеивателя

Рассеиватель может быть матовый либо прозрачный. Матовый рассеиватель обеспечивает более равномерное распределение светового потока, но потери интенсивности в нём могут достигать 25-30%. Для освещения относительно большой площади помещения более рационально использовать лампы с прозрачным рассеивателем, а вот в настольном светильнике однозначно матовый тип рассеивателя лучше.

Световой поток

При выборе лампочки обязательно обращайте внимание на её номинальный световой поток. Он зависит от типа и качества светодиодных матриц.

Требуемая мощность светодиодной лампы зависит от рассмотренных выше параметров. При использовании тёплого света, номинальная мощность должна быть на 25-30% выше чем ламп холодного света.

Расчет величины светового потока

Площадь помещения (м²)
Выберите тип помещения
Выберите высоту помещения

Световой поток (Люмен)

Рассчитаем мощность светодиодных ламп

Количество лампочек в люстре или источников света

Световой поток (Люмен) на лампочку

Далее обратитесь к таблице и выберите соответствующей мощности лампу

Расчет освещения, пример

Расчет освещенности помещения производиться по формуле:

Для удобства запишем ее так:

Фл = (Ен * S * k * z) / (N * η * n)

1. Фл – световой поток лампы,

2. Ен – норма освещенности

3. S – площадь помещения

4. k — коэффициент запаса

5. z – поправочный коэффициент

6. N – количество принятых светильников

7. η – коэффициент использования светового потока

8. n – число ламп в светильнике.

О важных коэффициентах для светодиодных светильников. Hа что ориентироваться?

коэффициенты для светодиодных светильников

Цель данной публикации — вызвать интерес к светодиодному освещению, обратить внимание на важные показатели светильников, дать информационные ориентиры и возможность как-то в этом разобраться проектировщикам или другой группе потребителей.

Полезной информации о светодиодных светильниках не так уж и много, больше она носит рекламный характер, где все пишут об энергоэффективности, энергосбережении и высоком качестве своих светильников. Но очень мало информации, которая носит исследовательский и рекомендательный характер, касающейся светильников.

Минимум информации от том как работают светодиодный светильники в течении гарантийного срока, какие изменения происходят с их параметрами, какие могут возникать технические проблемы за время эксплуатации и что необходимо сделать, чтобы светильники нормально работали на различных объектах и при разных условиях эксплуатации.

Всем понятно, что за время эксплуатации со светодиодными светильниками и с любыми другими источниками света происходят изменения. При том, что все светильники эксплуатируются в разных условиях, обладают разной конструкцией и сделаны из различных материалов. Изменения происходят и у светодиодных светильников, и они связаны:

  • с деградацией (старением) источников света, оптической системы (линз) или защитного стекла (рассеивателя);
  • с загрязнением частей светильника, таких как сам корпус, рассеиватель или та же оптика.

Светодиоды выделяют большое количество тепла, 60-70% которого отводится за счет теплоотводящих материалов. И в случае загрязнения корпуса — радиатора, который в основном является теплоотводящим элементом, в светодиодном приборе могут произойти серьезные изменения в характеристиках. В следствии перегрева он может целиком выйти из строя. Светодиодные, в отличии от существующих светильников, являются серьезным прибором, в котором собрано большое количество электронных элементов и материалов. И перед производителями ставится задача, все элементы и материалы правильно собрать в одном приборе. В светильнике может быть много алюминиевых частей, рассеивателей из поликарбоната (стекла), оптики (которая сделана из разного материала) и пластмассовых деталей (крышек, оснований). И чаще всего светодиодные светильники в итоге стоят как хороший компьютер и телефон, и по цене выше, чем существующие светильники.

Для потребителя важно чтобы они работали гораздо дольше и лучше, а производителю необходимо аргументировать и доказывать, что это действительно так. В основном, производители стараются сделать хорошие световые приборы и применяют качественную элементную базу, стремятся к отличному дизайну и технологичности изделий. Но часто те, кто создал световые приборы, не знают как светодиодные светильники работают в течении многих лет. Все обещают работу в 50 000-100000 часов, но никто не уверен, что так и будет. Большая проблема заключается и в том, что нет таких данных ни от клиентов, ни от эксплуатирующих организаций (от тех, кто может наблюдать за их работой во время эксплуатации). Сами производители, обладая производственной базой и измерительным оборудованием, таких данных тоже не предоставляют. Поэтому проектировщики и потребители берут за основу старые исследования и данные, прежде всего касающиеся известных источников света. Или приблизительным расчетом (расчетным методом) вносят эти показатели в проект.

Тем, кто продает или производит светодиодные светильники, приходится достаточно упорно и долго доказывать, что их приборы работают лучше, чем традиционные или «скатываться» к подбору светильников по аналогии светильников с газоразрядными или люминесцентными лампами. Такие проекты сразу становятся ошибочными, долгими по окупаемости и «технически невыгодными». Может возникнуть ситуация, когда показатели расчетов и реальных данных будут расходиться. В первую очередь показатель освещенности.

Читайте также:  Решение задач на применение законов Кирхгофа статья по физике (11 класс) по теме

Эти ошибки могут возникать как по вине проектировщика, эксплуатируемой организации, производителя, так и по вине потребителя. Первые ошиблись с показателями и не знают как поведут себя светильники по факту, выбрали светильник, который не подходит для объекта и его условий. Вторые неправильно монтировали и эксплуатировали светильники. Третьи не дали рекомендаций для своих светильников всем группам и сами не уверены (не знают) в характеристиках и изменениях. Четвертые сделали неправильный выбор (по удельной мощности или световому потоку) и не учли загрязнение светильников и потери, которые при этом происходят. Или не обратились за рекомендациями к специалистам или производителям.

На практике часто встречались светодиодные светильники за которыми мало кто следил, очищал от грязи и копоти и из-за этого происходили изменения, которые касались, в первую очередь, падения освещенности, изменения цветовой температуры и изменения кривой силы света (диаграммы). Можно представить какие возникнут проблемы, если приедет проверяющая организация проводить (перепроверять) освещенность в это время. Обвинят (за несоответствие параметров) скорее всего производителя. Или проектировщика, который ошибся с коэффициентом запаса, эксплуатации и не учел факторы, возникающие при эксплуатации.

Сейчас очень много светодиодных светильников, где уже нет защитного стекла из поликарбоната, а идет сразу оптический элемент (который и считается защитой). В этом есть преимущества, но есть и свои недостатки, которые связаны с обслуживанием и деградацией.

Все расчеты и подбор светодиодных светильников основаны на нормах СНиП и требованиях ГОСТ Р. В наших нормативах используется понятие «Коэффициент запаса» (Кз), в расчетной программе Диалюкс —Коэффициент эксплуатации» (Кэ).

Кз является величиной, обратной коэффициенту эксплуатации (Кэ), которым оперирует диалюкс. Таким образом, Кэ=1/Кз. Зависит этот коэффициент от условий эксплуатации светильников.

ПримечаниеКоэффициент запаса Kз обратно пропорционален коэффициенту эксплуатации, используемому в европейской практике.

Коэффициент запаса однозначно включает, как снижение светового потока светового прибора в течение срока эксплуатации, так и загрязнение светильника. В СП 52 приняли, что Кз для газоразрядных и светодиодных приборов равны, но так ли это на самом деле? В одинаковых условиях эксплуатации, как мы видим, для газоразрядных/светодиодных источников Кз больше (чем для ламп накаливания) в 1/0,85 раза. Для газоразрядных это связано с допустимым снижением светового потока в течение нормированного срока службы источника света (сильнее снижается чем у ламп накаливания).

Таким образом, в Сп52 (и в ТКП, если принимаются светодиодные светильники) из условия равенства Кз газоразрядных-светодиодных, заложено, что световой поток светодиодного светильника в течение всего срока эксплуатации конкретного источника света снижается не более чем для газоразрядного в течение срока службы лампы. Иначе говоря, ваш светодиодный светильник при пользовании Кз из СниП не должен снижать свой световой поток в течении срока эксплуатации (т. е. гарантированного срока службы) сильнее чем 80% от номинального. Если больше и планируется эксплуатировать его после этого срока — коэффициент запаса следует увеличивать.

Вывести точно показатель коэффициента эксплуатации и поправочный коэффициент всегда сложно для проектировщика, который на практике не знаком со многими источниками света и большая сложность его определения возникает при расчетах светодиодных светильников. Сложность эта связана, как было написано ранее, с отсутствием практических и масштабных исследований в области работы led светильников. Все расчеты и выбор коэффициента эксплуатации делается математическим (расчетным) методом. В базах производителей отсутствуют данные какой коэффициент нужно закладывать на светильники. Какие рекомендации необходимо выполнить при эксплуатации приборов, чтобы они надежно продолжали работать на объекте.

Есть сложность — где, как и кому проводить эти многолетние измерения. Но уверен, что попробовать кому—то нужно.

Можно взять серийный светильник, провести лабораторные измерения до его эксплуатации и далее сделать замеры после многолетней эксплуатации — гарантийного срока 3-5 лет. Измерения надо проводить нескольких светильников: одни работают без очистки; вторые работают при постоянном уходе. Необходимо сделать и разные условия эксплуатации: по температуре и степени загрязнения. Желательно взять светильники, которые имеют различный дизайн и сделаны из разных материалов.

В этом случае можно будет наблюдать картину того как изменяются параметры светильника в разных условиях эксплуатации. Как загрязнение сказывается на работе светильников, какие элементы будут более ей подвержены и что из элементов более подвержено деградации. Как загрязнение скажется на ксс, цветовую температуру, эффективность.

Не могут коэффициенты потерь (падений) быть одинаковыми для всех групп светильников. Ведь понятно, что производители делают светильники из разных материалов, применяют разные защитные стекла и оптические системы, которые различимы по характеристикам.

Светильники имеют различный дизайн корпусов, креплений и изготавливаются из разных материалов (алюминий, пластик), по различной технологии (экструзия, литье, сборка из частей и т. п). А при временной (время) эксплуатации и разной климатической ситуации, каждый отдельный материал будет вести себя не одинаково.

В корпусах применяют различные светодиоды, которые работают при разных токах и напряжениях; разные источники питания и оптика. В приборах часто применяют оптику (вторичную или первичную) и под нее используют различные светодиоды. На защитный рассеиватель и оптику оказывает влияние не только время и элементы окружающей среды (грязь, пыль, дождь, солнце, вибрация и т. п), но и внутренние факторы — светодиоды и источник питания. Это, в первую очередь, температура (все электронные элементы выделяют большое количество тепла). А выделяемое тепло от светодиодов оказывает серьезное действие на оптику и защитный рассеиватель. Во всем помогает практика, и с постоянными техническими новшествами и материалами производителю надо постоянно делать измерения.

Читайте также:  Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 4

Производителю необходимо обмениваться практическим опытом с эксплуатирующими компаниями или активными потребителями. И потом составлять и давать рекомендательные заключения и показатели потребителям. В таком случае при проектировании будет происходить меньше ошибок и неточностей. Эксплуатирующие организации будут обладать понимаем того как будут вести себя светильники и какое техническое обслуживание важно проводить.

При проведении регулярного технического обслуживания, за которое отвечают эксплуатационные службы, процесс с загрязнением частично обратим. Следует проводить периодические чистки светодиодных светильников и это необходимо регламентировать. В паспортах светильников, многие производители указывают, что их светильники необходимо чистить или промывать защитное стекло. Рекомендации по эксплуатации светодиодных светильников в паспортах производителям надо будет расширять и давать более объективные рекомендации, а не предположения.

Примечание: В DIALux имеется вкладка «Метод плана техобслуживания». Здесь приводится, поддерживающая определение коэффициентов обслуживания, схема, базирующаяся на EN 12464-1 и CIE 97. Параметры обслуживания осветительных установок в проекте могут быть оптимизированы относительно значения коэффициента обслуживания и нового значения установки. После введения EN12464 проектировщик должен обеспечить разработку плана техобслуживания в проекте освещения. В DIALux теперь это объединено с программой планирования освещении и обеспечивается автоматически.

Если изготовитель определил параметры обслуживания для светильника в своем каталоге или ULD-файле, это будет отмечено в поле Тип светильников и, при условии что это доступно, в поле Тип ламп. Коэффициент обслуживания, в зависимости от окружающих условий (уже определен на странице свойств помещения), монтажная высота (индекс комнаты k, также определяемый из монтажной высоты), продолжительность работы в часах (вводится здесь) и интервал обслуживания светильников и ламп (определяется также здесь). Если изготовитель светильника не определил никаких параметров, пользователь может выбрать их из выпадающих списков рядом с типом светильника и типом лампы примерные данные CIE.

Рекомендации по своим светильникам, включая вид и частоту регламентных операций ТО, должны давать и производители. Рекомендации необходимо давать всем группам: проектировщикам и эксплуатирующим организациям.

В будущем каждый производитель в своем каталоге будет представлять параметры коэффициентов, которые помогут всем группам потребителей в расчетах и правильном подборе систем освещения.

Коэффициент запаса

В системах искусственного освещения в течение времени эксплуатации происходит снижение освещенности в результате:

  1. спада светового потока ламп вследствие их старения (ресурс);
  2. выхода из строя ламп в течение срока эксплуатации;
  3. загрязнения оптической системы светильников;
  4. загрязнения светопропускающих поверхностей источников света;
  5. спада КПД светильников вследствие старения светоотражающих и светопропускающих (УФ воздействие на полимеры) материалов;
  6. изменения температуры окружающей среды (необходимо учитывать для светодиодов, компактных люминесцентных ламп, и люминесцентных ламп. (Раньше этот показатель в литературе не указывался, потому что эти типы источников света для улицы не допускались, а в помещении перепад температур значительно меньше).

Значения коэффициента запаса для осветительных установок искусственного освещения могут быть снижены в зависимости от эксплуатационных групп светильников. Эксплуатационная группа светильника определяется конструктивно-светотехнической схемой светильника, типом материала или покрытия отражателя и рассеивателя светильника, типом используемого источника света.
1. Светодиодные светильники производятся серийно с 2004 года. За это время практическую наработку более 6 лет имеют уже свыше 7000 серийных изделий, причем эксплуатация их продолжает сегодня.

Читайте также:  Выключатель нагрузки. Виды и применение. Устройство и работа

Были проведены замеры освещенности светильников в начале эксплуатации на объектах различного применения. Применяемые в светильниках высокачественные светодиоды Nichia (Япония) не подверглись деградации и сохранили свои технические параметры, соблюдены все условия эксплуатации их в готовых изделиях. Специально разработанные конструкции светильников обеспечивают необходимый теплоотвод светодиодов, что еще существенно повышает их ресурс. Данное снижение освещенности у светодиодных светильников УСС отсутствует, это доказано практически и подтверждено исследованиями многочисленных лабораторий.

Тип лампы Параметры освещенности лк, потери
1 год 2 год 3 год
ДРЛ — 30 — 50 % — 50 -90%
ДНАТ — 20% — 10 — 30 %
Светодиодный модуль Отсутствуют Отсутствуют отсутствуют

Результаты исследований за 3 года работы
2. Практически доказано, у светодиодных светильников отсутствует выход из строя светодиодного модуля, ресурс модуля более 23 лет. Выход из строя ламп (светодиодов) в течение срока эксплуатации у светодиодных светильников отсутствует, соответственно это при расчетах учитывать не надо.

3. Загрязнение оптических систем у традиционных светильниках и у светодиодных существует. Этот параметр необходимо учитывать. Для светодиодных светильников важно качество оптического поликарбоната и оптики на светодиодах. Загрязнение пылью и грязью происходит только поликарбоната, оптика светодиодов защищена и находится под стеклом. Также есть светильники без оптики, у которых потери будут ниже. Для расчетов падения на оптических системах для светодиодных светильников следует учитывать только загрязнение защитного стекла. Опять же загрязнение зависит от места и условий эксплуатации светильников.

4. Загрязнения светопропускающих поверхностей источников света у светодиодных светильников отсутствует.

5. Спад КПД светодиодных светильников вследствие старения светоотражающих материалов отсутствует. Были произведены измерения освещенности на объектах после 3 лет работы. Параметры остались на уровне трехлетней давности, в диапазоне погрешности измерений нее более 5%.

Из данного сравнения видно, что для светодиодных светильников нужно убрать некоторые параметры падения светового потока, в следствии чего этот коэффициент уменьшится от традиционных значений.

В зарубежных нормах и стандартах для учета данного фактора используется коэффициент эксплуатации MF. С отечественным коэффициентом запаса он связан соотношением МF= 1/Кз. Из практики, для светодиодных светильников следует брать коэффициент запаса равным 1 — 1,1 для программы DIALux.

Внимание: Данный коэффициент выведен только для светильников . Для изделий других производителей светодиодных светильников, пониженный коэффициент не известен. Для определения коэффициента необходимо учитывать: токи на светодиодах (степень разгона светодиодов, если это существует); температуры кристаллов; наличие радиаторов; наличие защитного стекла; степень защиты от пыли и влаги; место эксплуатации.

Охрана Труда

Расчёт освещения

Метод коэффициента использования

Метод коэффициента использования даёт возможность опреде­лить световой поток ламп, необходимый для создания заданной средней освещённости при общем равномерном освещении с учётом света, отражённого стенами и потолком.

Расчётные формулы:

где F —световой поток ламп, лм;

Е — минимальная освещённость, лк;

k — коэффициент запаса;

η — коэффициент использования светового потока ламп (в долях единицы), т. е. отношение потока, падающего на расчётную поверхность, к суммарному световому потоку всех ламп;

S —площадь помещения, м2;

Читайте также:  Определение напряжений на источниках тока.

z — отношение средней освещённости к минимальной (коэффи­циент z вводится только при расчёте минимальной осве­щённости);

п — число светильников.

Коэффициент использования зависит от характеристики светиль­ника (светораспределения и к. п. д.), размеров помещения и коэф­фициентов отражения стен и потолков.

Значения коэффициентов использования для различных све­тильников с лампами накаливания находятся по таблицам, имею­щимся в каталогах на осветительные приборы.

Коэффициенты, отражения стен ρc и потолка ρn приведены в следующей таблице:

Размеры помещения характеризуются следующим показателем (индексом) помещения:

где h — расчётная высота подвеса светильника над рабочей по­верхностью, м;

S —площадь помещения, м2;

А и В — стороны помещения, м.

Величина коэффициента z зависит от типа светильника и отно­шения L к h; L — расстояние между светильниками, м; h — расчётная высота подвеса светильника, м.

Значения коэффициентаz

Расчёт освещения но методу коэффициента использования про­изводится в следующем порядке:

Читайте также:  Пускатель Двигателя Схема Подключения

1) находим по таблице нормативную освещённость для данного помещения;

2) выбираем тип и число светильников;

3) определяем индекс помещения i и коэффициенты отражения потолка (ρп ) и стен ( ρс).

4) находим коэффициент z (только при расчёте на минималь­ную освещённость);

5) определяем коэффициент использования светового потока для принятого типа светильника;

6) вычисляем световой поток F одной лампы в лм и по нему выбираем лампу, световой поток которой близко подходит к рас­чётному.

Пример расчёта

Дано: конторское помещение площадью 20 × 6 м, высотой 3,2 м; потолок побелённый, стены светлые, окна без штор.

Расчётная высота подвеса светильника h=2 м, напряжение се­ти 220 в; коэффициент запаса k=1,3.

1) Для конторского помещения E = 75 лк.

2) Берём 16 светильников типа «Люцетта» цельного стекла, рас­полагаемые в два ряда; расстояние между светильниками равно 3 м.

3) Находим индекс помещения

По таблице определяем коэффициенты отраже­ния потолка и стен: ρп =70%; ρс=50%.

4) При отношении L : h = 1,6 коэффициент z = 1,2.

5) Зная i, ρn и ρс находим для светильника «Люцетта» коэффи­циент использования η = 0,5.

6) Определяем световой поток одной лампы

По таблице выбираем лампу накаливания мощ­ностью 150 вт, имеющую световой поток 1845 лм.

Метод удельной мощности

Метод удельной мощности — наиболее упрощённый способ рас­чёта освещения.

Удельная мощность, т. е. мощность ламп, отнесённая к единице площади, вт /м2 — важный показатель осветительной установки, он может служить, в однотипных условиях, критерием для определе­ния мощности ламп.

Инженером Кноррингом были составлены таблицы значений удельной мощности в зависимости от освещённости, типа светильни­ка, высоты подвеса и площади помещения для напряжения сети 220 в и коэффициента запаса k=1,3.

Пользуясь таблицами, можно подсчитать установленную мощ­ность осветительной установки, для чего значение удельной мощно­сти (р), найденное для конкретных условий, необходимо умножить на площадь помещения.

Мощность каждой лампы находят делением общей установлен­ной мощности на принятое количество ламп.

Точечный метод

Точечный метод расчёта, основанный на известном соотноше­нии между освещённостью Е и силой света I, довольно кропотлив и применяется в основном только для определения минимальной освещённости локализованного и местного освещения, для опреде­ления освещённости ответственных помещений и для проверочные расчётов.
{module 43}

Читайте также:  Заряд протекающий через резистор формула

Алгоритм использования способа

Любой математический расчет требует соблюдения определенного алгоритма. Если его не придерживаться, то риск больших погрешностей значительно возрастет.
Руководствуясь методом расчета коэффициента при применении светового излучения, нужно проделать следующее:

  • определить систему освещения. Это означает, что нужно определиться с типом источника света (светодиодные, галогеновые, люминесцентные или другие лампочки), видом осветительного прибора, при помощи которых будет обеспечиваться подсветка конкретного участка или целой комнаты;

Ассортимент лампочек разного типа

Разнообразие источников света

  • провести сам расчет.

Как видим, алгоритм небольшой, но от этого КИСП не становится проще. Целью вычислений методом коэффициента использования светового потока является определение общего типа освещения. Вначале нужно выяснить следующие параметры:

  • сколько осветительных приборов требуется для того, чтобы создать минимальный уровень для освещенности (ЕH);
  • мощность лампы, требуемой для нормированного уровня светового потока.

Далее разберем, как рассчитать данным методом общее освещение.

Определяемся с целью расчёта

Нам нужно определиться, что мы хотим рассчитать:

  1. Мощность светильника, зная при этом количество, которое вы хотите поставить
  2. Количество светильников, зная марку и характеристики конкретного светильника

Для решения первой задачи используем вышеуказанную формулу.

Для решения второй задачи выражаем N через остальные параметры:

Определение общего типа подсветки

Решив задействовать вариант расчета коэффициента использования светового потока для одного источника света, вам нужно будет использовать следующую формулу:

Способ расчета освещения

Формула расчета общего освещения

Чтобы определить требуемое число осветительных приборов, можно использовать такую формулу:

Расчет количество необходимых ламп

Формула расчета числа ламп

Здесь:

  • ЕH – минимальный уровень для освещенности;
  • S — площадь, которую необходимо осветить;
  • k — коэффициент запаса. Он для лампочек накаливания будет составлять 1,15, а для ДРИ, ДНаТ, ДРЛ и для люминесцентных ламп — 1,3;
  • Z – показатель для минимальной освещенности. Для лампочек накаливания, ДРЛ, ДНаТ и ДРИ он составит 1,15, а для люминесцентных источников света — 1,1;
  • N — число ламп;
  • n – число лампочек в осветительном изделии;
  • h – коэффициент, применяемый для использования светового потока.

Проведя расчет с использованием вышеприведенных формул, вы получите значение общего светового обеспечения и количество требуемых светильников для его реализации.

Драйверы для светодиодных источников света ON Semiconductor

В статье сделан обзор драйверов светодиодов компании ON Semiconductror. В первую очередь рассматриваются новые типы продукции, которые появились в номенклатуре светодиодных драйверов ON Semi в этом году.

2 марта

Читайте также:  Установка заземления при работе на электродвигателе

а, темп развития светодиодных технологий, который часто любят характеризовать таким параметром как рост световой отдачи, впечатляет. Средний прирост этого показателя для серийно выпускаемых светодиодов за последние пять лет составляет около 13…15 лм/Вт в год. Однако, на сегодняшний день световая отдача светодиодов, применяемых в серийных уличных светильниках еще не превысила этот показатель для натриевых ламп высокого давления — самого распространенного источника света для уличного освещения. Тогда в чем энергоэффективность светодиодных светильников?

Энергоэффективность светильника

Для оценки энергоэффективных свойств осветительного прибора необходимо провести анализ по четырем параметрам:

1) световая отдача источника света;

2) КПД светильника;

3) электрический КПД светильника (потери в блоке питания, ПРА);

4) коэффициент использования светового потока.

Световая отдача светодиодов не превышает этот показатель для традиционных источников света в уличных светильниках, поэтому для экономии электроэнергии необходимо, чтобы значения остальных параметров были больше чем у существующих осветительных приборов.

В двух словах отметим, что КПД блока питания светодиодов и ПРА для газоразрядных ламп примерно одинаковы и равны для большинства образцов 80—85%.

КПД самого светильника (отношение светового потока светильника к световому потоку источников света) зависит от материалов отражателей, рассеивателей и линз. В существующих светильниках с газоразрядными лампами и в светодиодных применяются однотипные материалы, поэтому получить выигрыш более 10—20% в КПД практически не реально. Заметим, что КПД уличного светильника с натриевой лампой высокого давления для большинства образцов довольно высокий. Например, светильники ЖКУ28-150-001, ЖКУ21-150-003, ЖКУ15-150-101Б и др. объединения Galad имеют КПД более 74%. При улучшении этого показателя на 20% получим значение 89%, что сопоставимо с коэффициентом пропускания защитных стекол и рассеивателей из полиметилметакрилата, поликарбоната, стекла [1]. В этом случае мы получаем светильник, светораспределение которого формируется расположением самих светодиодов без дополнительных отражателей, линз, ограждающих конструкций защитного угла, что для уличного светильника крайне проблематично.

Методы расчета

Метод расчета представлен пошаговой процедурой. Вначале пользователь должен определиться со схемой света, затем выписать необходимую норму освещенности, подобрать тип светоисточников, проанализировать как они работают, определить коэффициент запаса и неравномерности. Далее он должен оценить коэффициент отражения поверхностей, узнать индекс помещения, понять нужное количество светильников и ламп в них, а также просчитать соответствующий коэффициент использования светопотока.

Все это сделать можно по общей формуле Ф= (Emin*k*S*Z)/(N*n*η). Также можно воспользоваться формулами, представленными на схеме.


Коэффициент запаса k

Это величина, которая показывает возможность осветительной конструкции выдерживать предполагаемые нагрузки и гарантировать тот факт, что она будет надежной и долговечной. Она зависит как от лампочек, так и условий, в которых они находятся. К примеру, на цементных заводах и литейных цехах с использованием газоразрядных лампочек показатель k равен 2, а с применением ламп накаливания — 1,7. В кузнечных и сварочных цехах — 1,8 и 1,5 соответственно, а в жилых и офисных помещениях — 1,2 и 1,1.


Коэффициент неравномерности Z

Это показатель неравномерного распределения света на всем помещении и наличие затемняющих участков. Он зависит от того, насколько симметрично расположены светильники и каково соотношение длины приборов и высоты потолка. Находится по формуле h=H-hсв-hр, где H является высотой потолка, hcв — соотношением расстояния от подвеса до низа осветительного устройства, а hp — соотношением высоты с плоскостью. К примеру, там, где светильники находятся по углам, этот показатель равен двум, а в местах, где они расположены в шахматном порядке — двум с половиной.

Важно! В соответствии с этим, чем больше светоисточников, тем меньше неравномерного освещения.

Коэффициент использования светового потока

Это показатель, который находится в зависимости от того, в какой цвет выкрашены стены и потолок. Также он зависит от того, какую форму излучения имеют светильники. Эту величину можно узнать из соответствующей схематичной документации ниже. Важно понимать, что отражение от поверхности меньше там, где использованы темные и черные цвета.


Светодиодные светильники в задачах архитектурного освещения. Часть 1

Полупроводниковое освещение, использующее в качестве источников света светодиоды, является достаточно новым направлением светотехники. Ознакомившись с несомненными достоинствами светодиодных светильников, кто-то прорабатывает вопрос о целесообразности их производства, кто-то пробует использовать готовые изделия других производителей в своих проектах

В предлагаемой статье сделана попытка обозначить, на что следует обратить внимание как при выборе готовых светильников для проекта, так и при выборе отдельных компонентов для собственной разработки. Однако, учитывая тот факт, что светодиодная светотехника находит применение в самых разнообразных приложениях, каждое из которых обладает своей спецификой, в предлагаемой статье рассматривается только одно направление — светильники для архитектурного освещения

Как делать выбор системы подсветки для помещений

Выбор системы освещения должен основываться на нескольких параметрах:

  • вид выполняемых работ;
  • нормативный уровень освещенности, который установлен для каждого конкретного помещения.

Для того чтобы система освещения точно отвечала всем возможным вариантам задач, следует делать выбор в пользу ее комбинированного варианта.

Освещение в цеху

Комбинированное освещение

 

Но бывают ситуации, когда достаточно только общего освещения. К примеру, им можно обойтись в цехах, гальванических, литейных и т.д. А вот комбинированная подсветка понадобится на сборочных, инструментальных, механических площадках и т.д.

Обратите внимание! При подборе системы светового обеспечения необходимо сразу же выбирать и нормы освещенности.

Все показатели, которые нужно учитывать при создании искусственного типа освещения, прописаны в соответствующей регламентирующей документации – СНиП и СанПин. Причем здесь имеются нормы для всех вариантов внутреннего пространства.

Стандарты организации освещения

Пример норм освещенности по СНиП

Минимальный уровень светового обеспечения зависит от таких параметров:

  • разряд проводимых зрительных работ;
  • контраст и фон объекта;
  • специфика проведения работ и т. д.

Важным моментом выбора типа освещения считается определение вида лампочки для использования ее в качестве основного источника света. Здесь самым важным при выборе будет экономичность в вопросе потребления электроэнергии. Кроме этого важно учитывать и другие аспекты:

  • планировка;
  • строительные особенности комнаты;
  • состояние имеющейся в помещении воздушной среды;
  • дизайн.

Из источников света можно задействовать:

Металлогалогеновая разновидность ламп

Металлогалогеновая лампа

  • лампы накаливания. Они малоэкономичны;
  • люминесцентные лампочки. Имеют высокую светоотдачу, цветопередачу, а также низкую температуру;
  • металлогалогеновые лампы (ДРЛ и другие). Большая светоотдача, отличная мощность.

Источники света следует подбирать вместе со светильниками. Лампы подбираются по следующим показателям:

  • требования к экономии;
  • светотехнические параметры;
  • условия имеющейся воздушной среды.

Сами светильники, по светораспределению, бывают двух типов действия:

  • прямого;
  • рассеянного.

Кроме этого, исходя из кривых силы света, осветительные приборы подразделяются на семь групп:

  • концентрированные;
  • косинусные;
  • широкие;
  • полуширокие;
  • глубокие;
  • синусные;
  • равномерные.

В соответствии с параметрами ГОСТа лампы классифицируются по классу защиты от взрыва, воды и пыли. Какой светильник выбрать, определяют по требованиям помещения, в котором он будет функционировать.

Пример расчета наружного освещения

Рассмотрим на конкретных примерах схему вычисления расчета наружного освещения.

Пример 1: освещение улицы, двора

Данные проекта: освещение улицы, двора. Нужно вычислить необходимое количество светильников. Для этого применяется следующая формула:

N – это искомое количество светильников;

Е – показатель минимальной степени такого определения, как освещенность;

Z – показатель неравномерного освещения территории;

K – коэффициент учета длительного использования;

F – показатель излучаемого света;

ɳ — показатель отражающих способностей элементов.

Имейте в виду, что необходимые физические характеристики и параметры осветительных приборов указаны в их технической документации.

Допустим, нам нужно рассчитать необходимое количество осветительных приборов на придомовой территории новостройки размером 250 кв. м. Как правило, для освещения данных площадок используются светодиодные прожекторы. Их параметры и возьмет в расчет.

Итак, во-первых, фиксируем значение F. Эти данные записаны в инструкции к прожектору.

Во-вторых, находим значения мощности устройства и коэффициент возможной светимости. В нашем случае эти показатели оставили — 40 Вт мощность и 90 лм/Вт светимость.

В-третьих, находим значение сетевого потока F=40*90=3600 лм.

В-четвертых, нам необходимо значение ɳ. В нашем случае, учитывая, что покрытие территории светло-серого цвета, его отражающая способность равна 50%.

В-пятых, норму освещения возьмем стандартно – 10 люксов.

Осталось подставить числовые значения в формулу:

Округляя, полученное значение, получим ответ – на общедомовую территорию площадью 250 кв.м. достаточно установить 2 светодиодных прожектора, мощностью 40 Вт.

Пример 2: освещение проезжей части

Освещение проезжей части.

Вычислить необходимое расстояние между светильниками высотой 9 м, на проезжей части дороги шириной 6 м. Используемые модели светильников — РКУ01-250. Установочные лампы — ДРЛ-250.

Расстояние между светильными приборами (шаг светильников) вычисляется по формуле:

L – нормируемый коэффициент яркости покрытия;

К – коэффициент запаса (накаливания);

η – параметр использования светового потока.

Для проведения вычислений также потребуются специальные данные таблиц коэффициентов использования светильников. Таблицы можно найти в технической литературе.

В первую очередь нормируемый коэффициент покрытия в нашем случае будет равен — 0,4 кд/м2.

Далее найдем отношение между шириной дороги и высотой светильников: b/h = 6/9 = 0,66.

Коэффициент светового потока определим по таблице: η = 0,044.

Читайте также:  Как устроен трехфазный выпрямитель

Шаг светильников в таком случае будет равен: Ф = 0,4*1,5*3,14/0,044 = 42,8.

Сегодня для освещения частных и общественных территорий используются осветительные приборы с датчиком движения. Новый технический элемент получил широкое распространение благодаря своей экономичности. Такие светильники автоматически включаются при открытии ворот, дверей, фиксировании движения на довольно большом расстоянии.

https://youtube.com/watch?v=4L2ffeHiyXU

Осветительные приборы для наружного освещения придомовой территории и улицы выполняют несколько важных функций, в том числе повышение безопасности жилой недвижимости.

Грамотно спроектированные системы для двора, направленные на основные объекты (ворота, калитка, забор), значительно снижают интерес со стороны злоумышленников, которые менее охотно будут думать над тем, чтобы посягнуть на ваше имущество. Прежде чем выполнить расчет уличного освещения, необходимо решить с месторасположением фонарей, а уже после прибегнуть к нескольким важным физическим формулам.

Настоятельно рекомендуем при выполнении расчетов брать данные из технической документации устанавливаемых приборов.

В зависимости от функционального предназначения современные системы уличного освещения делятся на два типа:

В первом случае нужно соблюдать определенную последовательность, а иногда — закономерность в распределении светильников по участку. Понадобятся приемы, используемые в ландшафтном дизайне. Что касается технического функционала устройств, то в данном случае речь идет уже о защитных особенностях оборудования.

Источники

  • https://1posvetu.ru/montazh-i-nastrojka/raschet-osveshheniya-po-metodu-kisp.html
  • https://remsovet.com/9-raschet-svetodiodnyh-svetilnikov.html
  • https://arbolit.org/materialy-i-instrumenty/raschet-osveschennosti-pomescheniya-so-svetodiodnymi-svetil-nikami.html
  • https://master-plyus.ru/elektrosnabzhenie/svetovoj-potok-svetodiodnyh-lamp-izm
  • https://rentps3.ru/provodka/koefficient-ispolzovaniya-svetovogo-potoka.html
  • https://RadioLisky.ru/dom/formula-svetovogo-koefficienta.html
  • https://GorGaznn.ru/znaniya/koefficient-ispolzovaniya-svetilnika.html
  • https://englishpromo.ru/2019/12/kojefficient-ispolzovanija-svetovogo-potoka-2/
  • https://svet-komfort.ru/doma/koefficient-ispolzovaniya-tablica.html
  • https://electrik-ufa.ru/raznoe/indeks-pomeshheniya-osveshhenie-tablitsa
  • https://odstroy.ru/svetovoj-potok-svetodiodnyh-lamp-izmerenie-koefficient-ispolzovania-i-mosnost/
  • https://math-nttt.ru/teoriya/koefficient-ispolzovaniya-svetovogo-potoka-tablica.html

[свернуть]