Определение параметров освещения расчетным и опытным путем

Цель работы: освоить методы расчета освещения, методику замера освещенности и коэффициентов отражения поверхностей.

Задание на исследование: В соответствии с номером бригады по рис. 10.1. выбирается контрольная точка, для которой выполняются необходимые расчеты и замеры.

Объектом исследования является учебная аудитория № 224, в которой
установлены двухламповые светильники типа ЛП002 с лампами ЛД-40.

Коэффициенты отражения поверхностей в данном помещении принимаются: ρ _п=0, 7; ρ _с=0, 5; ρ _р=0, 1.

Программа и методика исследования:

1. Выписать характеристики светильников и ламп из каталогов [1, 2, 3]
в таблицу 0.1. (в работе используются, люксметр, тубус, линейка).

2. Вычислить суммарный поток осветительной установки:
∑ Ф_л = Ф_л ∙ n_л ∙ N, где Ф_л - табличное значение потока одной лампы:
N - число светильников в помещении, n - количество ламп в
светильнике. Определить суммарный поток от первого ряда ∑ Ф_л1, и
от второго ∑ Ф_л2.

3. Рассчитать среднюю теоретическую освещенность помещения, ис-
пользуя метод коэффициента использования осветительной установки.

где S=a∙ b - площадь помещения, м²

К_з - коэффициент запаса. Принимается для л.л. 1, 5.

Z - коэффициент неравномерности освещения.

Принимается для линейных источников Z=l, 2.

U_о.у. - коэффициент использования светового потока осветительной
установки, определяемый по П.IV [3] в зависимости от типа
светильника, коэффициента отражения стен, потолка и пола
ρ _c; ρ _п; ρ _р и индекса помещения, вычисляемого по формуле;

а и b - размеры помещения в плане;

h - расчетная высота;

h=h₀ - h_св - h_p

h₀ - высота помещения;

h_св - высота свеса светильников (0, 0÷ 0, 2 для потолочных светильников)

h_p- высота рабочей поверхности над полом

h_p=0, 8 м (в данном помещении рабочей поверхностью является поверхность стола).

Определить U_{о.у.ρ =0} - коэффициент использования осветительной установки при отсутствии отражающих поверхностей (черная комната).

Вычислить μ ₀ - коэффициент, учитывающий отраженную составляющую освещенности:

Для допуска к выполнению экспериментальной части работы заполнить строку «теоретическая» таблицы 10.1 и привести расчеты величин, приведенных в данной таблице.

4. Выполнить расчет точечным методом от линейного источника. Целью расчета является определение прямых составляющих освещения в
контрольной точке от первого ряда Е_кпр1 и второго Е_кпр2.

Рис. 10.1. план помещения с расположением контрольных точек.

Рис. 10.2 Общий вид помещения с расположением светильников.

где L_л - длина лампы,

n_л - число ламп в светильнике,

ε - относительная условная освещенность, определяемая по графикам
линейных изолюкс построенных в координатах L’ и р’, при этом

;

где L₀ - длина светящей линии;

р - расстояние от торца светящей линии до контрольной точки в
плане по перпендикуляру.

В случае, если контрольная точка находится не против торца лампы, расчет ведется следующим образом:

a)Контрольная точка проецируется на линию. В этом случае линию разрывают на две части так, чтобы торцы каждой части линии оказались против точки. Найдя L’₁ и L’₂, по изолюксам находят ε ₁ и ε ₂, затем их складывают: ε = ε ₁ +ε ₂

b)Контрольная точка не проецируется на линию В этом случае условно её продолжают так, чтобы точка оказалась против торца линии, и находят L’₁ и L’₂ = L’₁ — L’₀, где L’₁ - полная длина линии (с условной частью). Далее по изолюксам определяют ε ₁ и ε ₂. Фактическая освещенность является разностью: ε = ε ₁ –ε ₂

Вычислить суммарную расчетную прямую составляющую освещенности:

∑ E_кпр = E_кпр1+E_кпр2 и отраженную составляющую: E_отр = E_ср - ∑ E_кпр.

5. Определить табличное значение удельной мощности W, пользуясь
справочным материалом.

6. Перед измерением освещенности для заполнения строки «экспериментальная» таблицы 10.1 необходимо ознакомиться с конструкцией люксметра (консультация преподавателя). Замерить освещенности в точках 1’÷ 5', определить E_ср, и значение внести в таблицу 10.1.

По известным Е_ср и Е_min определить экспериментальный коэффициент неравномерности освещения.

В заданной контрольной точке при помощи тубуса (установить тубус на фотоэлемент люксметра в направлении ряда светильников), зафиксировать максимальное значение освещенности.

Записать в таблицу значения Е_кпр1 и Е_кпр2.

Таблица 10.1. Результаты расчетов и измерений

Величина	Ек.полн	Еср	Екпр1	Екпр2	∑ Ек.пр	Ек.отр	Uо.у	μ 0	W	Z	Кз
Единица измерения	лк	лк	лк	лк	лк	лк	-	-		-	-
Опытная (эксперимент)		-
Расчетная (теоретическая)	-
Расхождение, %

Определить в данной точке полную освещенность (замер выполнить без тубуса установив фотоэлемент горизонтально на уровне стола). Вычислить отраженную составляющую:

7. Вычислить коэффициент добавочной освещенности экспериментальный.

8. Экспериментальное значение коэффициента использования осветительной установки можно вычислить по формуле:

9. Определить из опыта удельную мощность:

10. Измерить коэффициенты отражения всех поверхностей

Коэффициентом отражения светового потока поверхности называют
отношение светового потока Fr, отраженного поверхностью, к световому потоку F, падающему на поверхность:

Значение падающего потока легко найти по освещенности и площади
освещаемой поверхности. Определить отраженный поток, не применяя специальные устройства и приборы, практически нельзя. Поэтому здесь рассмотрена упрощенная методика определения коэффициента отражения при помощи люксметра, позволяющая получить результат с погрешностью ±10 %. Сущность методики состоит в следующем.

При нахождении коэффициента отражения отношение световых
потоков можно заменить отношением освещенности Е_отр, которую создает отраженный поверхностью поток в непосредственной от нее близости, к освещенности Е поверхности, создаваемой падающим на нее
потоком:

(96)

Такая методика возможна, если площадь исследуемой поверхности
значительно превышает площадь фотоэлемента люксметра, равномерно
освещена и есть рассеянное отражение. В этом случае, расположив фотоэлемент на исследуемой поверхности, измеряют ее освещенность
(рис.10.3), которая может создаваться как естественными, так и искусственными, как однотипными, так и разнотипными источниками.

Затем фотоэлемент обращают светочувствительным слоем к поверхности и располагают его на расстоянии 20...30 см от нее в параллельной плоскости. Плавно удаляя и приближая фотоэлемент к поверхности, фиксируют наибольшее показание люксметра. Это и будет освещенность Е_отр, создаваемая отраженным потоком. Отношение измеренных освещенностей и есть коэффициент отражения.
Результаты внести в табл. 10.2.

Рис.10.3. Расположение фотоэлемента люксметра при определении коэффициента отражения поверхности:

а - измерение освещенности от падающего потока; б - измерение освещенности от отраженного потока

Таблица 10.2. Определение коэффициентов отражения поверхностей.

Значение среднего коэффициента отражения всех поверхностей определяется по формуле:

где ρ _n, ρ _с, ρ _р - коэффициенты отражения потолка, стен, пола соответственно.

S_n, S_c, S_p - соответственно их площади.

11. Определить коэффициент снижения потока светового прибора:

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11