Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Цель занятий: освоить методику расчета прожекторного освещения.




Изучаемые вопросы:

- выбор высоты установки прожекторов;

- выбор угла наклона прожекторов;

- расчет по удельной мощности;

- расчет по способу компоновки изолюкс;

- расчет освещенности от одного прожектора;

- расчет освещенности от группы прожекторов.

Рекомендуемая литература:

- Справочная книга по светотехнике./Под ред. Ю.Б. Айзенберга.- М.: Энергоатомиздат, 1983.

- Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М. Кнорринга. Л.: Энергия, 1976.

- Волоцкой Н.В., Дадиомов М.С. и др. Освещение открытых пространств- Л.: Энергоиздат, 1981.

Краткое содержание:

Для освещения больших открытых пространств используются прожекторные осветительные установки.

При расчете прожекторных установок определяется:

- место установки прожекторных мачт;

- количество прожекторов;

- высота установки прожекторов;

- углы наклона прожекторов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Высота установки прожекторов, так же как и светильников, выбирается с учетом ограничения их слепящего действия.

Допустимую высоту установки прожекторов определяют по формуле:

h = [м],

 

где С – отношение осевой силы света прожекторов к квадрату высоты их установки.

 

Учитывая, что 1/ , высота установки:

 

.

 

Допустимая высота установки прожекторов приведена в табл. 3-2 [3].

При расчете прожекторного освещения особое внимание уделяется выбору угла наклона прожекторов ().

Потому, что при разных углах наклона световое пятно может иметь форму эллипса, параболы или гиперболы. В связи с этим, коэффициент использования светового потока будет иметь различные значения (лучшие для эллипса).

В табл. 3-5 [3] приведены значения Еh2, соответствующие наивыгоднейшим углам наклона прожекторов.

Основными факторами, влияющими на выбор угла наклона прожекторов, являются расстояние от мачты до освещаемого участка и реально возможная высота установки прожекторов.

Для предварительного определения мощности прожекторной установки используется расчет по удельной мощности:

 

w = m×Eн× k [Вт/м2],

 

где Eн – нормируемая освещенность, лк;

k – коэффициент запаса;

m – коэффициент (для ламп накаливания 0,2 ¸ 0,25, для ламп ДРЛ и галогенных 0,12 ¸ 0,16)

Значении коэффициента m приведены в табл. 3-6 [3] (для освещенности до 30лк, при прямоугольном расположении прожекторных мачт).

При уровнях освещенности более 30 лк значения коэффициента m уменьшаются на 10¸20 %.

При шахматном расположении мачт и ширине освещаемой площади до 200 м, значения коэффициента m снижаются на 10¸15 %.

После определения коэффициента m и удельной мощности, можно рассчитать необходимое количество прожекторов:

 

N = w × S / Pл.

Затем, определяется число и месторасположение прожекторных мачт. Расстояние между мачтами зависит от высоты установки прожекторов, но не должно быть более 15-кратной высоты мачт (при отсутствии крупных затеняющих предметов, обычно 6¸15).

Требуемое количество прожекторов можно определить по методу коэффициента использования светового потока:

,

где S – площадь, м2;

k – коэффициент запаса;

- КПД прожектора (в долях единиц);

- коэффициент использования светового потока;

Z – коэффициент неравномерности (Еmin /Eср).

Приняв,

× × Z = C и Ен×k = Еp,

формула для определения числа прожекторов примет вид:

N =

Удельная мощность прожекторного освещения: [Вт/м2],

где Роб – мощность ламп всех прожекторов, Вт.

Приняв N = 1 и подставив значение S, из предпоследнего выражения, в формулу удельной мощности (последнее выражение), получим первоначальную формулу удельной мощности, с коэффициентом m.

Коэффициент m, можно рассчитать по формуле:

 

m = 1/ (,

 

где Н – световая отдача ламп установленных в прожекторах, лм/Вт.

Расчет прожекторного освещения по способу компоновки изолюкс проводится в следующем порядке:

- на освещаемой территории намечают возможные места установки прожекторных мачт;

- на плане освещаемой территории размещаются специальные шаблоны (имеющие форму выбранных изолюкс, с учетом высоты установки прожекторов и угла наклона); при выборе изолюкс необходимо учитывать, что освещенность, соответствующая выбранной кривой должна быть равной Ен× k / 2;

- если освещенность в точке создается не одним, а несколькими прожекторами, то кривая изолюкс принимается равной

 

Ен× k / 2n

(n – число изолюкс); однако, учитывая, что точки световых пятен не совпадают надо взять

Ен× k / (2n+1)

( например, для n= 2 Ен× k / 5, ане Ен× k / 4). Расчет таким способом лучше всего проводить на ЭВМ.

Расчет освещения от одиночного прожектора основан на использовании кривых относительных изолюкс и расчетных таблиц [1,2,3].

В качестве координат изолюкс приняты оси и h (соответствуют х и у в системе прямоугольных координат).

Расчет освещенности в контрольной точке горизонтальной плоскости проводится по следующему плану:

- определяется высота установки прожектора и угол наклона () (или известно);

- по плану находятся координаты расчетной точки (х и у);

- определяется отношение х / h и по табл. 3-7 [3] или 9-7 [2] находятся значения , r, r3;

- рассчитывается координата

h = У / (r × h);

 

- по значениям и h (графики относительной освещенности) находится значение , [2, 3].

- определяется освещенность в расчетной точке:

 

Е = / (h2× r3).

 

При необходимости, можно определить освещенность в вертикальной (наклонной) плоскости [3]:

Ев = ЕГ × ,

где ЕГ - освещенность, в горизонтальной плоскости, лк;

ln – кратчайшее расстояние, от проекции центра прожектора на расчетную плоскость, до вертикальной плоскости;

h – высота размещения прожектора над уровнем расчетной точки.

Пример 1.

Рассчитать прожекторную установку для освещения площадки 100×80 м, Ен = 4 лк. К установке приняты прожекторы типа РНУ 01-250-001У1 с лампами ДРЛ – 250 (ФЛ = 13000 лм), КПД – 70 %.

Решение:

1. Проведем предварительный расчет методом удельной мощности:

 

w = m×Ен× к = 0,78 Вт/м2

 

(значение коэффициента m = 0,13табл. 3-6 [3], к = 1,5).

2. Ориентировочное число прожекторов:

 

N = w × S /PЛ = 0,78×8000/250 = 24,96 (25 шт.)

 

3. Из таблицы 3-2 [3] или табл. 9-6 [2] находим, что наименьшая высота установки составляет 6 м, максимальная сила света Imax = 11000 кд.

4. Предполагаемая высота установки прожекторов:

 

h = m × = 0,13 × = 13,6 м

 

можно принять 14 или 15 м (далее уточнится проверочным расчетом), что не противоречит П.З.

Следует иметь в виду, что существует стандартная высота мачт (h = 10; 15; 20; 21; 25; 28; 30; 35; 40 м)

5. Определим число прожекторов, по методу коэффициента использования и сравним с П.2:

шт.

 

(hпр = 0,7; h = 0,2; Z = 1,1). Отличие от П.2 не значительное.

Далее, следует определиться с количеством прожекторных мачт и числом прожекторов на мачтах, а так же выбрать углы наклона прожекторов в вертикальной () и горизонтальной (t) плоскостях.

Угол наклона прожекторов можно найти по таблицам (по значению Еh2) либо рассчитать по формуле:

 

= 1° + arcsin .

 

При установке на данной мачте группы прожекторов, кроме углов наклона, определяются углы t.

Углы t можно найти по специальным графикам [2,3],которые построены при t = 1°, в координатах Еh2 и l/h. Тогда освещенность при других значениях t определяется по выражению:

Е = ;

при необходимости, может рассчитываться угол

 

t =Еt=1° / Ен×к

 

(k - коэффициент запаса).

При освещении поверхности несколькими прожекторами (несколько вееров), в контрольных точках определяется освещенность e от каждого веера, определяется , а затем t (если они одинаковы):

t = .

 

Границы вееров определяются по плану

 

Пример 2.

Требуется проверить уровень освещенности в контрольной точке (А) с координатами х =28 м, и у =14 м, от прожектора РНУ 01-250, с лампой ДРЛ (см. пр.1)

Высота установки прожектора 15 м, ориентировочный угол наклона 16°.

Решение:

1. Находим отношения: х / h = 28/1,9; у / h = 14/15=0,93

2. По таблице 9-7 [2] или 3-7 [3] находим значения: = 0,13; r = 2,2 r3 = 11.

3. Определяем значение:

h = у/(r× h) = 14×(2,2 ×15) = 0,42

 

4. По графикам относительных изолюкс рис. 9-9 [2] (по значениям и h находим e = 2500 лк).

5. Тогда, освещенность в точке А:

ЕГ = e /(h2×r3) = 2500/152×11= 1 лк.

Пример 3.

Определить уровень освещенности в контрольных точках А и В (рис. 4.13).

Общее количество прожекторов принимаем исходя из расчета примера 1 (24 шт.), прожекторы устанавливаем на 4 мачтах по сторонам прямоугольной площадки (100×80 м), в группу на 1 мачте входит 6 прожекторов. Высоту установки прожекторов оставим прежней, 15 м. Угол наклона q = 16° (надо уточнить).

 

 

Рисунок 4.14 Схема размещения прожекторных мачт

 

Решение:

1. Определим расстояние от мачт до ближайшей стороны (при q = 16°):

 

l1 = h / [tg(0,9× +q)]= 15 / [ tg (0,9×30+16)] = 16м;

 

( = 30°, для данного типа прожекторов с лампами ДРЛ).

2. Рассчитаем освещенность точки А участка I от групп прожекторов М1 и М2 (для других участков аналогично; например, для участка IIМ2 и М3 и т.д.)

Определим расстояние (l) от мачт до точки А:

- для М1, l1 = 45,6 м;

- для М2, l2 = 43,8 м,

Принимаем углы между осями прожекторов в горизонтальной плоскости t = 20°, из соображений, что общий угол охвата

 

w = N × t = 6×20 = 120°.

 

По рис. 3-18 [3] или 9-25 [2] находим Еh 2 (или e):

- от мачты М1 при отношении

l1 / h = 45,6/15 = 3,04;

 

пропорциональным пересчетом получим Еh 2 = 12000, откуда

Еt = 1°= 12000/225 = 53,3 лк.

 

Учитывая, что Еh 2 построены для угла t = 1° , пересчитаем на угол t = 20°, тогда

ЕА1 = Еt = 1° /20°= 53,3/20= 2,66 лк.

 

Аналогичным образом находим освещенность от группы М2, при отношении

l2 / h = 43,8 /15 = 2,92;

 

Еt = 1°= 12666/225 = 56,29 лк,

соответственно

ЕА2 = 56,29/20 = 2,8 лк.

суммарная освещенность в (×) А,

ЕА = 2,66 +2,8 = 5,46 лк.

Проверим, уровень освещенности в этой же точке с использованием приведенной освещенности от веера прожекторов [2]:

- для М1,

e = 43000/3 = 14333 лк;

 

ЕА1 = e / t× к×h2= 14333/20×1,5×152 = 2,123 лк;

- для М2,

e = 46000/3 = 15333 лк;

 

ЕА2 = 15333/20×1,5×152 = 2,27 лк;

 

Тогда, суммарная освещенность: ЕА = ЕА1 + ЕА2 = 2,123 +2,27 = 4,39 лк

3. Проверим уровень освещенности в точке В (от 4-х групп прожекторов).

Расстояние от мачт до точки В:

- М1 и М3; l1= l3 = 66 м; l / h = 4,4;

- М2 и М4; l2= l4 = 56 м; l / h = 3,73;

тогда

Е1 /h2 = Е3 /h2 = 4000,

 

Е1= Е3 = 4000/152= 17,8 лк.

 

При t = 20°, ЕВ1= ЕВ3 = 17,8/20 = 0,89 лк.

Аналогично, рассчитываем для мачт М2 и М4:

 

Е2 /h2 = Е4 /h2 = 5333; Е2 = Е4 = 23,7 лк.

При t = 20°,

ЕВ2 = ЕВ4 = 23,7/20 = 1,19 лк.

Суммарная освещенность в точке В:

 

ЕВ = Е1,3 + Е2,4 = 2 × 0,86 + 2×1,19 = 4,16 лк.

 

При необходимости можно рассчитать освещенность в любой точке площадки по формуле:

Е = [лк],

 

где

Ib = I0× [(1+cos n b)/2] м

 

(значения n и M приводятся в таблицах).

Пример 4.

Определить координаты точек, через которые проходят изолюксы Е =0,5 лк и Е = 1,0 лк, для прожектора РНУ 01-250, при h=20м. Решение:

1.По заданным значениям х/h определяется значения х и из таблицы 3-8 [3] находятся коэффициенты , r, r3.

2.По формуле e = Еh 2× r3 (для каждого из значений Е) рассчитывается значение относительной освещенности.

3.По графику рис. 9-9 [2] определяются значения h.

4.Вычисляются значения координат, у = h×r× h (все данные сводим в таблицу 4.7)

5.В масштабе строится график кривых изолюкс.

 

Таблица 4.7 Расчетные данные

х/h х r r3 Е = 0,5 лк Е = 0,1 лк
e h у e h у
                     
    0,56 1,24 1,89 378,0 - -   - -
1,5 22,5 0,32 1,7 5,1   0,14     0,33 11,22
    0,19 2,2     0,4 17,6   0,27 11,88
2,5 37,5 0,10 2,7     0,35 18,9   0,23 12,42
    0,04 3,2     0,24 15,36   0,04 2,56
3,5 52,5   3,6     0,13 9,36 - - -
    0,04 4,1     0,04 3,28 - - -

 

Рисунок 4.15 Кривые изолюкс, к примеру - 4.

 

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...