При проектировании осветительных установок необходимо предусматривать, чтобы возможно большая часть светильников была доступна для обслуживания с пола с помощью переносных приспособлений (табуретов, лестниц и стремянок).

К числу указанных мер относятся [6]:

а) установка светильников с помощью кронштейнов на стенах или колоннах на высоте не более 5 м;

б) подвеска светильников на тросах, коробах, трубах, монтажных профилях и т.п. на высоте не более 5 м или же на тросах с опускными приспособлениями;

в) установка светильников на мостиках или площадках, предназначенных для обслуживания шинопроводов, тельферов и т.п., а также установка на крупном технологическом оборудовании;

г) использование технологических площадок верхних отметок для установки на них светильников, освещающих нижние отметки.

Кроме того, в соответствии с нормами [6] рекомендуется принимать следующие высоты установки светильников, м:

2,1 – в электропомещениях, при установке светильников вблизи открытых токоведущих частей;

не более 3,5 – на технологических площадках, мостиках, переходах и т.п. при установке светильников на стенах;

2,5 – на технологических площадках, мостиках, переходах и т.п. при установке светильников на стойках вдоль ограждений;

на уровне настила 0,5 – на мостиках для обслуживания светильников.

Подвесные светильники общего освещения, устанавливаемые на потолках или фермах, как правило, должны крепиться к последним со свесом не более 1,5м. Увеличение свеса этих светильников может предусматриваться в случаях:

а) если это необходимо в целях обеспечения доступа к светильникам для обслуживания;

б) когда это позволяет улучшить экономические показатели установки без ухудшения качества освещения.

При установке светильников с увеличенным свесом конструкция их крепления должна ограничивать возможность раскачивания светильников под воздействием потоков воздуха.

В общем случае расчетная высота подвеса светильников определяется по выражению:

H_p = H - (h_c + h_p), (2.6)

где Н – высота помещения;

h_c – высота свеса светильника;

h_p – высота рабочей поверхности, при отсутствии конкретной величины принимается равной 0,8м.

2.3.3 Схемы размещения светильников

При общем равномерном освещении, а по возможности также и при локализованном освещении, светильники рекомендуется располагать по вершинам квадратных, прямоугольных (с отношением большей стороны прямоугольника к меньшей не более 1,5) или ромбических (с острым углом при вершине ромба близким к 60⁰) полей.

Светильники с люминесцентными лампами следует преимущественно размещать рядами, параллельными стенам с окнами. Иное расположение допускается:

а) в узких помещениях с окнами на торцевых стенах;

б) в случае, когда это диктуется размещением производственного оборудования.

Ряды выполняются непрерывными или с разрывами (в свету), не превышающими 0,5 расчетной высоты подвеса светильников.

При общем равномерном освещении расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен следует принимать в помещениях, предназначенных для работы примерно втрое меньшим, а в остальных помещениях – вдвое меньше, чем расстояние между рядами светильников или стороны поля. При размещении рабочих мест непосредственно у стен или колонн крайние ряды светильников следует в пределах целесообразности приближать к стенам или колоннам, в частности устанавливать светильники на кронштейнах.

Расстояние между соседними светильниками (L) или их рядами зависит от расчетной высоты подвеса светильников (H_р) и светораспределения (типа светильника). Как было показано в разделе 2.3.1 (выбор светильников по экономическим соображениям) для каждого типа светильников (стандартной кривой силы света) существует наивыгоднейшее относительное расстояние (табл. П8, П9). Тогда

, (2.7)

где - наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками;

Н_р – расчетная высота подвеса светильников.

При расположении светильников в вершинах прямоугольника L может быть рассчитана как среднегеометрическое расстояние между соседними светильниками:

, (2.8)

где L_а L_b – расстояние между светильниками по длине и ширине помещения.

В производственных помещениях с типовыми строительными модулями (в основном это высокие помещения), характеризующимися стандартными размерами шага колонн (обычно 6м) и шириной пролета (6, 12, 18 и 24 м), светильники размещаются обычно на фермах в виде продольных рядов. При этом расстояние между светильниками в ряду получается одинаковым и равным шагу колонн 6 м (реже 12 м). Такое расположение светильников не всегда дает возможность достичь равномерности освещения, что в свою очередь ведет к перерасходу электроэнергии.

В этих случаях рекомендуется применение так называемых неравномерных схем размещения светильников [9]. Такие схемы характеризуются неодинаковым количеством светильников на соседних фермах, которое получается либо за счет того, что допускается разное число светильников в одной световой точке, либо за счет неодинаковых расстояний между светильниками в рядах. При трех или четырехрядных схемах средние ряды выполняют менее загруженными, чем крайние, либо расстояние между рядами в центральной части помещения при четырехрядной схеме в 1,3…1,5 раза делается больше, чем расстояние между крайними рядами. Такие неравномерные схемы размещения светильников уменьшают неравномерность освещенности, а, следовательно, и расход электроэнергии.

Рис. 2.4. Схема эффективного размещения светильников в пролетах производственных зданий:

- светильник, – колонна, L – ширина пролета, l – шаг колонн, 120 – номера схем размещения; для 16 – В/А = 4; для 716 В/А = 3…3,5; для 1720 В/А = 2…2,5; С/В = 1,3…1,5

На рис. 2.4 приведены рекомендуемые схемы размещения светильников с типовыми строительными модулями. Конкретная схема размещения может быть принята по табл. П.10 [9]. В данной таблице приводится строительный модуль помещения, принятые в проекте: высота подвеса светильников, нормируемая освещенность, кривая светораспределения светильников – по которым определяется рекомендуемая схема размещения светильников. Может быть по табл. П.10 решена и обратная задача – определение экономичного типа светораспределения светильников (выбор светильника) по высоте подвеса светильников, схеме их размещения и нормируемой освещенности.

Таким образом, при проектировании ОУ конкретного помещения вначале выбирается целесообразный ИС (п. 2.1), нормируемая освещенность и коэффициент запаса (п. 2.2). Далее выбирается тип светильника (п. 2.3.1) и высота его подвеса (п. 2.3.2). Если в качестве ИС приняты лампы ДРЛ или ДРИ и помещение, в котором проектируется ОУ имеет ферменные перекрытия, то в зависимости от величины нормируемой освещенности, строительного модуля помещения с учетом предварительно предполагаемой высоты подвеса светильников по табл. П.10 определяется схема размещения светильников и ориентировочный тип их светораспределения, при которых обеспечивается минимум затрат и расхода электроэнергии на освещении. При выборе схемы размещения светильников возможна корректировка высоты подвеса светильников.

Если в качестве источников света приняты ЛЛ или ЛН, то выбор схем их размещения выполняется в соответствии с п. 2.3.3 (по - относительному расстоянию между светильниками.

2.4 Светотехнический расчет освещения

2.4.1 Общие рекомендации по светотехническим расчетам

Светотехнические расчеты позволяют выполнить следующее:

а) определить количество и единичную мощность источников света осветительной установки, обеспечивающей требуемую освещенность в помещении (на рабочей поверхности);

б) для существующей (спроектированной) осветительной установки рассчитать освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения;

в) определить качественные показатели осветительной установки (коэффициент пульсации, цилиндрическую освещенность, показатели ослепленности и дискомфорта).

Основной светотехнический расчет освещения заключается в решении задач по приведенным выше пунктам а) и б). Для этой цели применяются два метода расчета электрического освещения: метод коэффициента использования светового потока и точечный метод.

Метод коэффициента использования светового потока применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, в основном для расчета светового потока источника (источников) света. Этот метод позволяет рассчитывать также среднюю освещенность горизонтальной поверхности с учетом всех падающих на нее потоков, как прямых, так и отраженных. Он не применим при неравномерном размещении светильников, расчете освещенности в характерных точках как негоризонтальных, так и горизонтальных поверхностей.

Упрощенной формой метода коэффициента использования светового потока является метод удельной мощности на единицу освещаемой площади. Применяется этот метод для ориентировочных расчетов общего равномерного освещения. Максимальная погрешность расчета по методу удельной мощности составляет 20%.

Точечный метод расчета освещения позволяет определить освещенность в любой точке поверхности освещаемого помещения при любом равномерном или неравномерном размещении светильников. Он часто используется как поверочный метод для расчета освещенности в характерных точках поверхности. С помощью точечного метода можно проанализировать распределение освещенности по всему помещению, определить минимальную освещенность не только на горизонтальной, но и наклонной поверхности, рассчитать аварийное и местное освещение.

Основной недостаток точечного метода расчета заключается в неучете отраженного светового потока от стен, потолка и рабочей поверхности помещения.

В тех случаях, когда не может быть применим ни один из названных методов, например, при расчете неравномерного освещения помещения со значительными отражающими свойствами стен, потолка и рабочей поверхности, то используют оба метода, действуя комбинированным способом.

2.4.2 Метод коэффициента использования светового потока

Методом коэффициента использования светового потока рассчитывают общее равномерное освещение горизонтальных поверхностей.

По этому методу расчета освещенность на горизонтальной поверхности определяют с учетом светового потока, отраженного от стен, потолка и самой рабочей поверхности. Метод коэффициента использования применим для расчета освещения помещений светильниками с разрядными лампами и лампами накаливания.

Коэффициентом использования светового потока осветительной установки называется отношение светового потока, падающего на горизонтальную поверхность, к суммарному потоку всех ламп, размещенных в данном освещаемом помещении

=(Ф_п+Ф_отр)/nФ_л=Ф_р/nФ_л, (2.9)

где Ф_п – световой поток, падающий от светильников непосредственно на освещаемую поверхность, лм;

Ф_отр – отраженный световой поток, лм;

Ф_л – световой поток лампы, лм;

Ф_р – результирующий световой поток, лм;

n – количество ламп в освещаемом помещении.

При расчете по методу коэффициента использования световой поток светильника, лампы, или ряда светильников необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется по формуле

Ф = Е_min k_з S z / n , (2.10)

где Е_min – заданная минимальная (нормируемая) освещенность, лк;

k_з – коэффициент запаса (принимается по табл. П6);

S – площадь помещений, м²;

z – отношение Е_ср/Е_min (коэффициент неравномерности освещения, принимается 1,15 для ЛН и ДРЛ, 1,1 – для ЛЛ);

n – количество светильников, ламп или рядов светильников (как правило, принимается до расчета по сетке размещения светильников);

- коэффициент использования светового потока, о.е.

В практике светотехнических расчетов значение определяется из таблиц [10], связывающих геометрические параметры помещений (индекс помещения i) с их оптическими характеристиками – коэффициентами отражения (_п – потолка, _с – стен, _р – рабочей поверхности или пола) и КСС конкретных типов светильников.

По мере того, как число типов светильников, применяемых в практике непрерывно возрастает, обращение к таблицам, рассчитанным для конкретных светильников, затрудняется. Такое положение привело к разработке [11] унифицированных таблиц значений коэффициента использования, применительно к классификационным КСС (табл. П11).

Тогда коэффициент использования светового потока определится по выражению:

= _сп, (2.11)

где _с – к.п.д. светильника, о.е.;

_п – к.п.д. помещения – унифицированное значение коэффициента использования, принятое по табл. П.11.

Индекс помещения определяется по формуле:

, (2.12)