Данилов Н.И., Щелоков Я.М. Основы энергосбережения

Подождите немного. Документ загружается.

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.3. Меридиональные фотометрические плоскости, в которых

измеряются кривые силы света (КСС) светильников с ЛЛ и других ОП

с линейными источниками света (а);

пример КСС встраиваемого светильника с одной ЛЛ и зеркальной

экранирующей решеткой (б):

______ в поперечной плоскости,

_ _ _ _ в продольной плоскости

319

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

обычно во всех каталогах ОП и позволяет легко пересчитать относитель-

ные единицы силы света в фактические величины, если известно номи-

нальное значение Ф лампы, устанавливаемой в светильнике с такой КСС.

Например, если используется люминесцентная лампа мощностью

= 2850 лм, то коэффициент пересчета сил света будет равен m = 36 Вт с Ф

= 2850 : 1000 = 2,85; в случае применения лампы 58 Вт с Ф = 4600 лм со-

ответственно коэффициент m = 4,6.

Из КСС на рис. 12.3, б видно, что осевая сила света составляет I

≈

255 кд/10

лм, а максимальная – I

≈ 350 кд/10

лм. С учетом изложенных

выше пояснений фактические величины этих сил света для светильника

1 x 36 Вт составят: I

= 255 · 2,85 = 727 кд; I

= 350 · 2,85 = 997 кд.

Аналогично для конкретного типа светильника могут быть опреде-

лены реальные значения сил света под любыми другими углами α.

Поясним еще ряд важных понятий (рис. 12.4).

Нижняя полусфера пространства (обозначается символом ) – это

часть пространства, лежащая ниже горизонтальной плоскости, проходящей

через световой центр ОП.

Верхняя полусфера пространства ( ) лежит выше горизонтальной

плоскости, проходящей через световой центр ОП.

На рис. 12.4 в качестве примера приведена светооптическая схема

современного высокоэффективного подвесного двухлампового светильни-

ка с ЛЛ мощностью 36 Вт и его КСС в верхней и нижней полусферах в ос-

новной поперечной ( _____ ) и продольной ( _ _ _ ) плоскостях. В нижнюю

полусферу световой поток ЛЛ (Ф ) перераспределяется зеркальной экра-

нирующей решеткой, в верхнюю полусферу (на потолок) – плоским приз-

матическим рассеивателем.

В нижнюю полусферу светильник излучает 70 % от всего светового

потока (Ф

св

); КСС в нижней полусфере двухлучевая (полуширокая), что

обеспечивает равномерность горизонтальной освещенности на рабочей по-

верхности, достаточную вертикальную освещенность (так как I ориен-

max1

320

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.4. К определению понятий «верхняя и нижняя полусферы

пространства», «угол излучения», «осевая, максимальная сила света»

321

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

тированы под углом 35° к оптической оси), а также необходимое ограни-

чение слепящего действия.

На потолок светильник излучает 30 % от его суммарного светового

потока, форма КСС в верхней полусфере исключает резкие перепады ярко-

сти на поверхности потолка.

Наряду с рациональной и эффективной формой КСС данный све-

тильник отличается еще и большим КПД (80 %), что достигнуто выходом

светового потока ламп в обе полусферы и высоким качеством оптических

элементов (зеркальной решетки и призматической панели).

В зависимости от того, как соотносятся световые потоки, излучае-

мые в верхнюю и нижнюю полусферы

светильники подразделяются на несколько классов (табл. 12.1).

Таблица 12.1

Классификация светильников по световым потокам

322

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Осветительные приборы классов П и Н – это встраиваемые, пото-

лочные (пристраиваемые к потолку без свеса) и некоторые типы подвес-

ных светильников. К классам светораспределения Р, В, О относятся как

подвесные, так и ряд типов напольных светильников.

По форме КСС в любой из меридиональных плоскостей в нижней и

(или) верхней полусферах светильники подразделяются в соответствии с

табл. 12.2 и рис. 12.5.

Таблица 12.2

Классификация светильников по кривым силы света

Угловые зоны направлений макси-

мума силы света, град

Тип КСС

Нижняя полусфе- Верхняя полусфе-

ра ра

Концентрированная - К 0 – 15 –

Глубокая - Г 0 – 30 150 – 180

Косинусная - Д 0 – 35 145 – 180

Полуширокая - Л 35 – 55 125 – 145

Широкая - Ш 55 – 85 95 – 125

Равномерная - М 0 – 90 90 – 180

Синусная - С 70 – 90 90 – 110

323

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

Рис. 12.5. Типовые формы кривых силы света светильников

(ГОСТ 17677-82):

а – К - концентрированная; Г - глубокая; Д - косинусная;

б – Ш - широкая; Л - полуширокая; в – М - равномерная; С - синусная

324

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

12.3. Некоторые характеристики осветительных приборов

Коэффициент усиления силы света

При оценке ОП, имеющих КСС с явно выраженным максимумом

(светильников с зеркальными отражателями, большинства прожекторов),

может представлять интерес такая характеристика, как коэффициент уси-

ления К . Он показывает, во сколько раз увеличивается сила света лампы в

данном направлении за счет концентрации светового потока оптическими

элементами светильника.

Для светильников с круглосимметричной КСС коэффициент усиле-

ния определяется следующим соотношением:

= I / I

α лθ

= I ·4π/Ф ,

α л

где I

– сила света ОП под углом α к оптической оси; I

лθ

= Ф /4π – средне-

сферическая сила света круглосимметричной лампы (ЛН, ДРЛ и т.д.); Ф –

световой поток лампы.

Для ОП с двумя плоскостями симметрии (например, светильников с

линейными ЛЛ) коэффициент усиления выражается отношением I

к силе

света лампы (ламп) в этом же направлении α: К

уα

= I / I .

α лα

Чаще всего применяют понятие максимального коэффициента уси-

ления:

К = I 4π/Ф – для круглосимметричных светильников, у кото-

у max о max л

рых осевая сила света I

имеет максимальное значение;

у max

= I / I

о max л max

– для светильников с двумя плоскостями симметрии.

Защитные углы

Применение открытых (незаэкранированных) источников света лю-

бого типа, как правило, недопустимо из-за возникновения слепящего дей-

ствия, для исключения которого в светильниках внутреннего освещения

используются два основных способа:

− применение рассеивателей (опаловых или призматических), сни-

жающих видимую яркость ламп;

325

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

− экранировка слепящих частей источников света краями отражате-

лей или решетками в определенных угловых зонах.

Угол, в пределах которого исключена прямая видимость ярких час-

тей ламп (спирали ЛН, трубки ЛЛ, колбы лампы ДРЛ, горелки МГЛ и

НЛВД), называется защитным углом светильника (γ).

Понятие защитного угла наглядно разъяснено на рис. 12.6 и 12.7.

Для круглосимметричных светильников с отражателями, имеющими

открытое выходное отверстие, защитный угол заключен между горизонта-

лью и линией, касательной к светящему телу лампы и краю отражателя; он

Рис. 12.6. К определению защитного угла круглосимметричных

светильников:

а – с ЛН общего назначения; б – с зеркальной ЛН; в – с лампой типа ДРЛ

или с натриевой лампой ВД со светорассеивающей внешней колбой;

г – с металлогалогенной или натриевой лампой ВД, горелки которых

расположены в бесцветной прозрачной колбе

326

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

определяется из следующего соотношения (см. рис. 12.6): γ = arctg h/R.

У светильников с линейными источниками света (с трубчатыми ЛЛ и

компактными 2-канальными ЛЛ типа ТС-L, РL-L, DULUX L и т.п.) защит-

ные углы, в отличие от круглосимметричных светильников, различны в

разных плоскостях. Так, например, в светильниках с ЛЛ и открытыми от-

ражателями (рис. 12.7, а) защитный угол γ в поперечной плоскости боль-

ше защитного угла γ' в продольной плоскости.

Наиболее эффективным способом исключения слепящего действия

светильников общего освещения с ЛЛ является применение экранирующих

решеток, с помощью которых можно обеспечить практически любые необ-

ходимые защитные углы в обеих основных плоскостях (рис. 12.7, б).

Рис. 12.7 Защитные углы светильников с линейными ЛЛ и другими

протяженными источниками света:

а – с отражателем и открытым выходным отверстием; б – с экранирующей

решеткой. В поперечной плоскости: γ = arctg h/а; в продольной плоскости:

γ´= arctg h´/a´

Защитный угол, создаваемый экранирующей решеткой, в общем

случае определяется выражением γ = arctg h/a, где h – высота планок ре-

327

Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков Основы энергосбережения Глава 12. Светотехника

шетки, а – сторона ячейки решетки.

Величины защитных углов для ОП общего и местного освещения

нормируются в зависимости от типа светильника, высоты его размещения,

системы освещения и назначения помещения и обычно лежат в пределах

γ = 15 – 30°, в некоторых специальных случаях γ = 45°.

Для светильников с рассеивателями используется понятие условного

защитного угла. Этот угол характеризует зону, в которой яркость лампы

(ламп) должна быть уменьшена до допустимых значений с помощью рас-

сеивателей из замутненной или призматической пластмассы или стекла.

Яркостные характеристики

Ограничение яркости L видимых поверхностей светильников – это

важный показатель качества освещения, так как именно яркость является

той световой величиной, на которую непосредственно реагирует глаз чело-

века. Превышение предписанных нормами и стандартами величин L недо-

пустимо в связи с вероятностью возникновения слепимости.

Чаще всего нормируется значение средней (габаритной) яркости, ко-

торая является отношением силы света светильника в направлении, харак-

теризуемом углом α, к площади проекции видимой светлой поверхности

светильника s на плоскость, перпендикулярную этому направлению (L =

= I /s ). Когда светящая поверхность под определенными углами наблюде-

α α

ния имеет резкие перепады яркости, например у светильников с зеркаль-

ными решетками, то необходимо учитывать и максимальные значения яр-

кости L .

max

Слепящее действие осветительной установки (ОУ) не остается по-

стоянным при изменении расположения светильников относительно линии

зрения работающих. Кроме того, вероятность восприятия ярких зон све-

тильников под различными углами также неодинакова. В связи с этим мак-

симально допустимые значения L различны для разных направлений в

пространстве.

Ограничение яркости светильников имеет особое значение при ос-

328